透镜教案
一、教材分析
《透镜》是八年级物理上册第三章《透镜及其应用》的第一节内容,是光折射的深入。而透镜是照相机、投影仪等光学仪器的重要组成部分,研究透镜对光线的作用和凸透镜成像是本章的中心内容,认识透镜基础知识和它对光线的作用就显得尤为重要。对学生学习透镜成像做好铺垫。
二、学情分析
学生刚学习了光的折射知识，对折射现象有了一定的了解。但是对于透镜这样的二次折射的应用还不是很了解，尤其是日常生活常用的仪器，不是十分清楚，学生有计划的实验，有目的的观察的能力还没有完全形成。所以本节课的教学需要给学生提供丰富的感性材料，让学生经历实验、观察、分析的过程，通过正确的引导使学生学会有目的观察，并将观察的现象表达出来。把本节课的知识与实际生活相联系能很好的激发学生学习透镜的兴趣，使课堂氛围好，课堂效率高。
三、四维目标
1.物理观念：
①了解并会辨别凸透镜与凹透镜
②了解凸透镜与凹透镜是怎么来的
③掌握凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用，并会说明为什么凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用
④知道光心，焦点和焦距，并会利用太阳光简单的测量凸透镜的焦距
⑤会做三条特殊光线的光路图
2.科学思维：介绍凸透镜通过类比介绍凹透镜，学会类比思想
3.科学探究：通过观看平行光穿过凸透镜和凹透镜光线的会聚与发散，知道试验才能出真知
4.科学态度与责任：会用本节课所学知识解释生活中一些现象
四、教学重难点
1.教学重点：
①了解并会辨别凸透镜与凹透镜
②掌握凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用
③会做三条特殊光线的光路图
2.教学难点：学会作三条特殊光线的光路图
五、教学设计
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活动一：让同学们通过观察大屏幕上的图画烤蚁，
师：同学们请看图片。有同学知道这是什么吗？
生：烤蚂蚁！
师：烤蚂蚁，我小时候也玩过这个游戏，拿着放大镜调整好距离，对准蚂蚁，啪一个死一个，啪一个死一个。这个过程非常爽，但是呢，从现在看这个烤蚂蚁非常残忍。我们现在肯定不能做这种伤害小动物的事情。我刚才说用放大镜就可以把蚂蚁烤爆，在物理上我们就不把它叫做放大镜，它属于我们今天要学习的透镜中的一种。那么这节课我们就来了解一下透镜。
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①介绍凸透镜和凹透镜：
师：透镜分为凸透镜和凹透镜。凸透镜从它的外观上看，它是中间厚，边缘薄。实际上我们刚才烤蚂蚁用的放大镜就是凸透镜。那么我这里拿了一个小凸透镜，大家可以看一看。（拿出一个巨大的凸透镜）
生：（笑）
师：用这个凸透镜烤蚂蚁的效果是杠杠的。
还有一类透镜，中间薄边缘厚的，我们叫它凹透镜。
②介绍凸透镜和凹透镜是怎么来的：
师：那么这个凸透镜和凹透镜是怎么来的？
（播放PPT）
我们来看他怎么来的。一个球两个球，这两个球中间有重叠的地方。我们来看中间这个重叠的地方，就相当于一个凸透镜。中间厚，边缘薄。C1C2是两个球的球心。那么我们把这两个球心一连线就构成了主光轴。对于凸透镜很重要的一个东西，就是主光轴。
凸透镜中心有一点叫做光心。一般用点O来表示光心。光心有一点比较特殊，当光线穿过光心的时候，我们发现穿过光心的光线?
生：传播方向不变。
师：接下来我们来看凹透镜是怎么来的。一个球，两个球，跟刚才的两个球有什么区别吗？
生：两个球没有接触。
师：两个球中间挤出一个凹透镜。同样C1C2是两个球的球心。C1C2一连线就是凹透镜的主光轴，凹透镜的中心就是它的光心。穿过光心的光线有什么特点？
生：通过光心的光线，传播方向不变。
③研究凸透镜
师：接下来我们一个一个研究，先研究凸透镜。回忆一下，看一下你们的记忆有没有余的时间长。什么样的透镜叫做凸透镜？
生：中间厚边缘薄的透镜叫做凸透镜。
师：同学们现在看这幅图画，我形象的把刚才烤蚂蚁的图片给描述出来了。注意，我们通过这幅图，我们可以看到凸透镜对光线有一定的作用。光到地上聚集在了一点，这个点非常亮非常热，所以就能把蚂蚁给烤爆。通过这个现象，我们可以说明凸透镜对光线具有什么作用？
生：会聚作用。
师：这个会字千万别写错了。但是有一个问题，这是图片上画的是会聚的作用，实际上在生活中我们是看不到光线会聚，看得到的只有那么一个点儿，通过这个点，我们就能说明凸透镜对光线具有汇聚作用吗？
生：不能，我们需要通过实验来观察一下。
师：接下来咱们就来看一个神奇的东西。
活动二：让同学们观看会聚实验
师：大家看，一个板，一个凸透镜，这是一个平行光源，接下来我把凸透镜粘在板上。我让这束平行光透过凸透镜，注意看。
生：平行光束汇聚了。
师：明显看平行于主光轴的光线汇聚在了一点。这个实验说明，凸透镜对光线具有会聚作用。
师：注意现在请思考一个问题。凸透镜对光线为什么具有会聚作用？现在我来教大家，我们先把这个凸透镜肢解成三个部分，上面相当于一个三棱镜，中间相当于一个玻璃砖，下面也相当于一个三棱镜。接下来就需要我们前面所学习到的折射的知识。（画图）一束平行光射进来，首先在中间的长方形的玻璃砖上垂直入射，传播方向不改变。在上下两个三角形上入射光线，斜射入玻璃，会发生折射最后汇集到主光轴上的一点。这是从理论上我们也可以分析出凸透镜对光线具有汇聚作用。
师：我们刚才说了，平行于主光轴的光线会发生折射，最后会聚到主光轴上的一点，这一个点是比较特殊的，我们就把它叫做凸透镜的焦点。用F来表示。交点的定义就是平行于主光轴的平行光，通过凸透镜后会聚于一点。请同学们思考一下凸透镜有几个焦点？
生：两个。
师：对，从左侧向右入射会在右侧形成一个焦点，同样在右侧向左侧平行光入射会在左侧形成一个焦点。所以凸透镜有两个交点，相对于主光轴的两侧对称。
师：接下来我们再来看一下什么是焦距，可以猜到的吧，焦距就是焦点到光心的距离。焦距一般用f来表示。对于不同的凸透镜焦距一般都是不一样的。也就是说焦距是一个凸透镜最重要的一个参数。
活动三：让同学们动脑思考
师：那我刚才说焦距是一个凸透镜最重要的一个参数，那么我们要想知道焦距，我就必须得通过测量来获得。根据现有知识，接下来我再考察一下你们的智商。
师：太阳本身就是一个巨大的光源，当太阳光射到地面时，我们就可以把它看作平行光，那么同学们能不能想办法利用太阳光粗测出凸透镜的焦距呢？
生：（思考）
师：我们其实是想找到一个点叫做焦点再测量一下焦点到光心的距离，其实就是它的焦距。注意我们找焦点，必须让蜡烛光线怎样射到凸透镜上？
生：平行于主光轴。
师：所以我们这个凸透镜的放置有一个要求，必须是正对着太阳。正对着阳光这束光线才能平行于主光轴。接下来我们要找一个交点，这个时候会烤蚂蚁的人就会有更多的经验。
生：（笑）
师：拿一张白纸，移动白纸到透镜之间的距离。直到白纸上出现了一个最小最亮的光斑。这个最小最亮的光斑就是这束平行光线汇聚的一点。这个点就是焦点。然后测一下交点到光心的距离。就是焦距。拿一个凸透镜正对着太阳，另一侧放一张白纸移动白纸的位置，直到白纸上出现最小最亮的光斑，测出白纸到透镜的距离即为焦距。师：接下来是我们这节课最重要的一个知识点之一，三条特殊的光路，在以后的作图题中，你会经常和他打交道。
师：同学们请看大屏幕，这是主光轴，凸透镜中间一点是光心，这是两个焦点F。第1条特殊光路就是平行于主光轴入射，折射光线一定通过
生：焦点。
师：这是第1条特殊光路。平行于主光轴的入射光线折射光线一定经过焦点。第2条特殊的光路是经过光心的光线。传播方向
生：不变。
师：还有一条经过焦点入射，平行于主光轴射出，因为光路是可逆的。这就是三条重要的光路，请同学们整理下去。④研究凹透镜
师：接下来我们来了解另一类透镜，凹透镜。什么样的透镜叫做凹透镜？
生：中间薄边缘厚的透镜叫做凹透镜。
师：凹透镜对光线有什么作用呢？
生：发散作用
师：我说你信吗？不信有什么办法呢？我们接下来就再次做这个实验。看我手里的这个透镜，中间薄，边缘厚，它是一个凹透镜。接下来我把它粘在这个板上。用一束平行光去照射它。平行光发散了吗？
生：发散了。
师：通过这个实验说明了，凹透镜对光线确实具有发散作用。接下来来思考一下，它为什么有发散作用。我们用画图的方法能显现出来吗？
生：能。
师：我们先把这个凹透镜肢解成三个部分，上面相当于一个三棱镜，中间相当于一个玻璃砖，下面也相当于一个三棱镜。接下来就需要我们前面所学习到的折射的知识。（画图）一束平行光射进来，首先在中间的长方形的玻璃砖上垂直入射，传播方向不改变。在上下两个三角形上入射光线，斜射入玻璃，会发生折射最后发散。这是从理论上我们也可以分析出凹透镜对光线具有发散作用。
师：接下来我们来看一下凹透镜的焦点和焦距。同样我们让一束平行光过来。我们发现这个凹透镜折射出来的光线根本就没汇聚到一点。哪来的交点？
生：（不解）
师：凹透镜是有交点的，我们把折射光线反向延长看一看。奇迹出现了，竟然交于一点。注意折射光线并没有相交于一点，但是它的反向延长线却相交于一点。我们也把它叫做焦点，只不过他是虚线交于一点，我们就把它称之为虚焦点。所以凹透镜也有焦点叫做虚焦点。同样凹透镜也有两个交点。然后焦点到光心的距离叫做焦距。平行于主光轴的光线透过凹透镜之后，折射光线的反向延长线交于一点。如果我再画一条平行于主光轴的光线的话，那么它的折射光线的反向延长线也是交于一点的。
师：接下来我们再来看看这节课最重要的一个知识点之一，三条特殊光路。第1条你们应该猜到了吧，平行于主光轴入射。折射光线的反向延长线交于左侧虚焦点。第2条经过光心的光线
生：传播方向不变。
师：还有一条延长线交于交点的光线。平行于主光轴射出，因为光路是可逆的。三条特殊的光路，请同学们整理下去。：
师：接下来我们小结一下凸透镜和凹透镜。什么样的透镜叫做凸透镜，什么样的透镜叫做凹透镜？
生：中间厚边缘薄的叫做凸透镜，中间薄边缘厚的叫做凹透镜。
师：凸透镜凹透镜对光线的作用。
生：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
师：什么是焦点？什么是焦距？无论凸透镜和高透镜都有焦点和焦距，他们的焦点和焦距都是与平行于主光轴的入射光线有关。焦距是焦点到光心的距离。我们前面所学的平面镜凹面镜凸面镜都是利用光的反射，我们这次学的透镜都是利用光的折射。
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新课堂本节课作业
六、板书设计
第1节 透镜
一、透镜的分类
中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜。
中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。
二、透镜对光的作用
1．凸透镜对光线有会聚作用。
2．凹透镜对光线有发散作用。
三、关于透镜的几个重要名词
主光轴 焦点 焦距
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