會(huì)聚鏡與發(fā)散教學(xué)設(shè)計(jì)

第30卷第0200年0

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Vol30NoOc“會(huì)聚鏡”與“發(fā)散鏡”(江蘇省金壇市中學(xué)初中物理光學(xué)知識(shí)包括光的折射和反射.在設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容的教學(xué)方案時(shí),筆者把中涉及到的凹面鏡、凹透鏡、凸面鏡、凸透鏡,一、

聚鏡”與“發(fā)散鏡”,并對(duì)這兩類(lèi)鏡由表及里,由析,收到了較好的效果.這一教學(xué)方案的設(shè)計(jì)思想由三個(gè)部分組成,現(xiàn)分述如下.平行光經(jīng)光學(xué)鏡使得照射面積減小平行光經(jīng)光學(xué)鏡使得照射面積增加,.照相機(jī)、投影儀、放大鏡鏡頭等.規(guī)律1凡面鏡遵循光的反射定律,透鏡會(huì)聚鏡”的焦點(diǎn)均為實(shí)焦點(diǎn),“發(fā)散鏡”光線(xiàn)經(jīng)會(huì)聚鏡反射光照面積變小,亮度增強(qiáng);光線(xiàn)經(jīng)發(fā)散鏡反射,光照面積變大,亮二、1)概念反射面是球面的一部分

(2)凹面鏡對(duì)光線(xiàn)具會(huì)聚作用,·2·1所示C——球面的球心R——球面的半徑O——鏡面的中心 1(鏡的頂點(diǎn)——1AB(平行于主軸),BF、B′F分別是反射光線(xiàn),BC、B′C分別是過(guò)點(diǎn)B、(半徑方向).∠ABC=∠CBF=∠ CF=BF當(dāng)光線(xiàn)AB接近主軸(近軸光線(xiàn))入射時(shí),FO=BF FO=FC=2 f=R(f為凹面鏡焦距)2說(shuō)明:焦距為曲率半徑的一半,同理當(dāng)入也一定經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)F,所以凹面鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚

偏折要求①先讓學(xué)生觀(guān)察三種光學(xué)鏡的外形,即有影部分形狀是否相似?②確定凸透鏡、凹透鏡哪部分最厚哪部③提問(wèn)斜射到三棱鏡一側(cè)面上的光線(xiàn)經(jīng)二次折射后,光線(xiàn)向哪個(gè)部分偏折?作用(3)凸面鏡對(duì)光線(xiàn)具有發(fā)散作用,其光路如圖2所示.AB、分,BD、射光線(xiàn)CB、C分別為法線(xiàn),F為其

· 設(shè)問(wèn):通過(guò)外觀(guān)比較,你領(lǐng)悟到什么規(guī)律厚度較厚的方向偏折.想想看,事實(shí)是否這樣圖由光密介質(zhì)(玻璃)斜射至光疏介質(zhì)(空氣)時(shí)反射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)與主軸的交點(diǎn)——焦點(diǎn),證明過(guò)程同上,f=R.1)過(guò)渡知識(shí)3所示,試做出光線(xiàn)圖 圖線(xiàn),OO′B為折射光線(xiàn),、r、分別為經(jīng)分析當(dāng)光由光疏介質(zhì)(空氣)斜射至光密介質(zhì)()時(shí),折射光線(xiàn)向法線(xiàn)靠攏,折射rT.,光

由此可見(jiàn),入射光線(xiàn)AO后兩次折三、1如圖6(a)所示,虛線(xiàn)框左側(cè)為光源S發(fā)出的光線(xiàn),右側(cè)為其光線(xiàn)經(jīng)某光學(xué)鏡后射出的光線(xiàn),試在虛線(xiàn)框內(nèi)填上合適的光圖61)虛線(xiàn)框內(nèi)什么鏡都不放光的方向怎樣?(光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn),如圖6(b)的虛線(xiàn)方向所示)(2)事實(shí)上射出的光線(xiàn)怎樣?(跟主軸平行,且光照射面積減小,說(shuō)明光線(xiàn)會(huì)聚了)

(3)能會(huì)聚光的鏡有凹面鏡和凸透鏡兩種,試問(wèn)框中放凹面鏡行不行?為什么?(如果放凹面鏡,光線(xiàn)經(jīng)過(guò)它只會(huì)發(fā)生反射,即返回原介質(zhì),不可能按圖6(a)中所示方向射出.這說(shuō)明應(yīng)放凸透鏡)(4)既然凹面鏡不符合光路,應(yīng)放凸透鏡,那么對(duì)凸透鏡的焦距有何具體要求?(如果放一個(gè)使焦距f=SO的凸透鏡就能滿(mǎn)足上述要·2·求,6(b)所示5)6(a),如果我們讓一束平行出射且經(jīng)過(guò)點(diǎn)S,虛線(xiàn)框中應(yīng)是什么透鏡?(我們只要在框中仍放置一個(gè)焦距f=SO的凸透鏡即可,這是因?yàn)楣饴肥强赡娴?7所示.圖中虛線(xiàn)方向?yàn)榭蛑胁环喷R時(shí)光線(xiàn)的方向.由此可見(jiàn)由焦點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后成為平經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚 圖焦點(diǎn)28(a)所示,虛線(xiàn)框左側(cè)為平行光入射,右側(cè)為其光線(xiàn)經(jīng)某光學(xué)鏡后的射出光,試在虛線(xiàn)框中填上合適的光學(xué)鏡.分析提問(wèn)(1)虛線(xiàn)框內(nèi)什么鏡都不放,光的方向怎樣?(光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn),如圖8(b)虛線(xiàn)方向所示)(2)經(jīng)光學(xué)鏡作用后,光線(xiàn)方向發(fā)生了怎樣的變化?(發(fā)散了,且光照射面積擴(kuò)大了說(shuō)明該鏡對(duì)光線(xiàn)具有發(fā)散作用)(3)凸面鏡、凹透鏡均能使光發(fā)散,試問(wèn)框中放凸面鏡可以嗎?為什么?(不行,因?yàn)橥姑骁R只能使光反射,而不能使光折射,故應(yīng)放凹透鏡)(4)如果放凹透鏡,對(duì)其焦距的長(zhǎng)短有什么具體要求?(f=SO的凹透鏡.如圖8(b)所示)分析和講解完本例題后,仿效例1中最后的分析提問(wèn)(5),

出如下結(jié)論:與主軸平行的光線(xiàn)經(jīng)凹透鏡折射軸相交,其交點(diǎn)稱(chēng)為“虛焦點(diǎn)”;通過(guò)凹透鏡的虛綜上所述,無(wú)論凸透鏡還是凹透鏡,光線(xiàn)3如圖9(a)所示為平行光經(jīng)凹面鏡反射后的光路圖.試根據(jù)光路的可逆性原理,確定手電筒中的小電珠應(yīng)放置在什么位置并如圖8(b)中沿虛線(xiàn)框右側(cè)的實(shí)線(xiàn)方向入射,而左側(cè)的出射光線(xiàn)是平行光時(shí),虛線(xiàn)框中應(yīng)是什么透鏡,通過(guò)分析使學(xué)生對(duì)光路可逆性原理進(jìn)一步理解根據(jù)上面兩例分析,我們便可歸納圖9說(shuō)明9(c)d)C為球面球心,虛線(xiàn)為法線(xiàn),(c)和(d)兩圖均是根據(jù)光的反分析(1)由圖9(a)可知,與主軸平行的光線(xiàn)經(jīng)凹面鏡反射后相交于一點(diǎn)(焦點(diǎn)),光被會(huì)聚,故凹面鏡為會(huì)聚面鏡.灶等(2)根據(jù)光路的可逆性原理,由焦點(diǎn)發(fā)·2·

去,手電筒、