初中物理八年級(jí)上冊(cè)透鏡學(xué)習(xí)指導(dǎo)

透鏡【課前復(fù)習(xí)】關(guān)于《光的折射》的知識(shí)，你還記得嗎？我來(lái)考考你：1．什么叫折射？2．光從空氣斜射入水中時(shí)，折射光線(xiàn)會(huì)怎樣？3．利用光的折射可以解釋哪些現(xiàn)象？4．棱鏡把太陽(yáng)光折射后分解成哪幾種顏色的光？5．看不見(jiàn)的光：紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)的作用是什么？這部分知識(shí)較多，我想如果你是認(rèn)真學(xué)習(xí)了，一定還能記得：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生偏折，這種現(xiàn)象叫做光的折射，光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線(xiàn)向法線(xiàn)方向偏折，池水看起來(lái)比實(shí)際的“淺”，通過(guò)厚玻璃看到鋼筆會(huì)錯(cuò)位等現(xiàn)象都可以用光的折射來(lái)解釋?zhuān)?yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡后分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種不同顏色的光．紅外線(xiàn)的作用是制成紅外線(xiàn)夜視儀，還可以用來(lái)遙控，紫外線(xiàn)的作用是使熒光物質(zhì)發(fā)光，殺菌等．了解了光的折射的相關(guān)知識(shí)后，你來(lái)閱讀一下《透鏡》這一節(jié)的知識(shí)，做做以下幾道題目：1．透鏡按形狀分為兩種，一種是__________透鏡，一種是__________透鏡．2．凸透鏡的作用是_______________，凹透鏡的作用是_______________．3．凸透鏡能使平行于__________的光會(huì)聚到一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做__________，這個(gè)點(diǎn)到光心的距離叫做__________．

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解什么是凸透鏡，什么是凹透鏡．2．了解透鏡的焦點(diǎn)、焦距．3．了解凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用．4．知道凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用和凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用．

【基礎(chǔ)知識(shí)精講】

眼鏡在生活中很常見(jiàn)，你戴眼鏡嗎？你知道眼鏡片的形狀、作用嗎？這些眼鏡可以幫助人們矯正視力、保護(hù)眼睛．無(wú)論是近視眼鏡還是遠(yuǎn)視眼鏡，它們的鏡片都是透鏡．1．凸透鏡和凹透鏡你觀察過(guò)你的眼鏡片嗎？摸一摸它的形狀有什么特點(diǎn)？如果你戴的是近視眼鏡，其鏡片的形狀是中間薄，邊緣厚，這種透鏡叫做凹透鏡；如果你戴的是遠(yuǎn)視眼鏡，或你找一付老人戴的花鏡來(lái)摸摸，你會(huì)發(fā)現(xiàn)鏡片的特點(diǎn)是中間厚，邊緣薄，這種透鏡叫凸透鏡．根據(jù)透鏡的形狀，可將其分為兩種，一種叫凸透鏡，一種叫凹透鏡．下圖中是幾種稍有差別的凸透鏡和凹透鏡．

你能分辨出透鏡的種類(lèi)了嗎？我想最直接、最簡(jiǎn)單的辦法就是用手摸一摸．2．透鏡上的物理名詞要研究透鏡的作用及應(yīng)用，我們就要先知道透鏡上的幾個(gè)物理名詞，它們是透鏡上的特殊位置，下面我們來(lái)一一認(rèn)識(shí)．（1）光心：我們知道，透鏡是用玻璃、塑料或其他透明物質(zhì)做的，光從透鏡的一側(cè)經(jīng)過(guò)透鏡到另一側(cè)時(shí)，一般要發(fā)生兩次折射，第一次是從空氣射向玻璃，第二次是從玻璃再折射到空氣中．是不是所有的光都會(huì)被透鏡改變方向呢？不是，透鏡上有一個(gè)特殊的點(diǎn)，經(jīng)過(guò)這個(gè)點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)傳播方向并不改變，也就是說(shuō)不會(huì)發(fā)生折射，這個(gè)點(diǎn)就叫光心．如圖3—2所示．一個(gè)透鏡有一個(gè)光心O點(diǎn)，它大致位于透鏡的中心處．（2）主光軸：凸透鏡和凹透鏡的外形邊框是由兩個(gè)球面組合而成的．如圖3—3所示．通過(guò)兩球面的兩球心C1和C2，我們可以畫(huà)一條直線(xiàn)，這條直線(xiàn)就叫主光軸．主光軸的定義就是通過(guò)組成透鏡的兩個(gè)球面的球心的直線(xiàn)．光心也在主光軸上．（3）焦點(diǎn)：凸透鏡有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)一組平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，會(huì)在另一側(cè)聚于一點(diǎn)，這一點(diǎn)在主光軸上，我們稱(chēng)之為焦點(diǎn)，用F表示．根據(jù)光在折射時(shí)光路是可逆的原理，我們可以得到結(jié)論：由凸透鏡焦點(diǎn)發(fā)出的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)變成平行于主光軸的一組光線(xiàn)．每一個(gè)透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)，分別位于光心的兩側(cè)．如圖3—4所示．（4）焦距：光心和焦點(diǎn)都是位于主光軸上的點(diǎn)，光心和焦點(diǎn)的距離，我們稱(chēng)之為焦距．用字母f表示．如圖中所示．3．凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用研究完透鏡上的物理名詞后，我們來(lái)看看透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用．凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有什么作用？我們可以通過(guò)作圖來(lái)知道．如圖3—5所示，從凸透鏡左側(cè)一點(diǎn)A發(fā)出的一組光線(xiàn)，我們選其中的兩條來(lái)研究，一條是經(jīng)過(guò)光心的光線(xiàn)，另一條是平行于主光軸的光線(xiàn)，根據(jù)它們的特點(diǎn)我們可以畫(huà)出如圖所示的光路圖．如果這束光線(xiàn)不經(jīng)過(guò)凸透鏡，那么它的“寬度”會(huì)像上圖中虛線(xiàn)畫(huà)的那樣．我們比較一下可以得出：經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，光線(xiàn)變“窄”了，所以我們說(shuō)凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用．你也許要問(wèn)：為什么凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用？我來(lái)解釋一下．在“光的折射”一節(jié)中，我們知道，平行于三棱鏡底邊的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)三棱鏡后，折射光線(xiàn)會(huì)向底邊偏折，像圖3—6所畫(huà)的那樣．凸透鏡可以被我們分解成無(wú)數(shù)個(gè)小三棱鏡，如圖3—7所示，那么一組平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)每個(gè)小三棱鏡的折射后，每一條折射光線(xiàn)都會(huì)向每一個(gè)小三棱鏡的底邊偏折，于是就形成了圖中所示的光路圖．我們可以看到：凸透鏡對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用．4．凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用凹透鏡對(duì)光線(xiàn)有什么作用？我們可以仿照研究凸透鏡那樣．畫(huà)出光路圖．同樣把凹透鏡分成若干個(gè)小三棱鏡，讓一組平行于凹透鏡主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)后，畫(huà)出如右圖所示的光路圖．我們發(fā)現(xiàn)：平行于凹透鏡主光軸的光線(xiàn)經(jīng)過(guò)凹透鏡后變得發(fā)散了．將這些折射光線(xiàn)反向延長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)它們會(huì)交于主光軸上的一點(diǎn)，這點(diǎn)就是凹透鏡的焦點(diǎn)F．凹透鏡的焦點(diǎn)是這樣確定的．你明白了嗎？根據(jù)光在折射時(shí)光路的可逆性，我們可以得到如下結(jié)論：射向凹透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)的光線(xiàn)．經(jīng)過(guò)凹透鏡折射后，會(huì)成為一組平行于主光軸的光線(xiàn)．如果我們將原光線(xiàn)延長(zhǎng)，和折射光線(xiàn)進(jìn)行“寬度”的“比較”，如圖3—9所示，可以得出：凹透鏡對(duì)光線(xiàn)有發(fā)散作用．

根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用，我們將凸透鏡稱(chēng)為會(huì)聚透鏡，將凹透鏡稱(chēng)為發(fā)散透鏡．你能根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用，在圖3—10中填上適當(dāng)?shù)耐哥R嗎？我想你一定能行．圖中：甲、丙應(yīng)填凸透鏡，乙、丁應(yīng)填凹透鏡．你做對(duì)了嗎？

【學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)】測(cè)凸透鏡焦距的方法給你一個(gè)凸透鏡，你能粗略地測(cè)出它的焦距嗎？你能想出幾種方法？測(cè)凸透鏡焦距的方法有好多種，根據(jù)你現(xiàn)有的知識(shí)水平，在這里我只介紹兩種方法，隨著對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的學(xué)習(xí)，你還會(huì)找出其他的測(cè)量方法的．第一種方法我們用的工具是桌面、刻度尺．由于太陽(yáng)比地球大得多，而且太陽(yáng)離地球的距離很遠(yuǎn)，因此太陽(yáng)光到達(dá)地球后就看作是平行光線(xiàn)了．利用太陽(yáng)光線(xiàn)我們就可以開(kāi)始實(shí)驗(yàn)了．將凸透鏡放在靠近窗戶(hù)的桌面上方，讓太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)聚在桌面上，慢慢移動(dòng)凸透鏡的位置，在桌面上找到一個(gè)最亮的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)就是凸透鏡的焦點(diǎn)．這時(shí)用刻度尺測(cè)出桌面和凸透鏡的距離，這個(gè)距離值就是凸透鏡的焦距．第二種方法用的工具是點(diǎn)光源、刻度尺．用小電燈泡做為點(diǎn)光源，點(diǎn)亮后放在凸透鏡一側(cè)，慢慢移動(dòng)燈泡，在凸透鏡另一側(cè)找到一組平行光線(xiàn)，這時(shí)用刻度尺測(cè)出燈泡和凸透鏡的距離，就是凸透鏡的焦距．這兩種方法都是用凸透鏡的焦點(diǎn)和平行光線(xiàn)的關(guān)系，掌握了這兩種方法，你對(duì)凸透鏡的知識(shí)也就完全理解了．

【拓展訓(xùn)練】會(huì)變魔術(shù)的酒杯我國(guó)宋代的何遽所著的《春渚記聞》卷九記載：一位叫陳皋的將軍，從發(fā)掘古墓的人手中得到一個(gè)古代的瑪瑙杯．他用這酒杯貯水磨墨，無(wú)意中見(jiàn)到杯水之中有一條長(zhǎng)約20mm的小鯽魚(yú)在游動(dòng)，十分可愛(ài)，他伸手去抓，抓不著；把杯中水倒出來(lái)檢查，也沒(méi)有小魚(yú)；把水又倒入杯中，小魚(yú)又出現(xiàn)了．陳將軍把這只瑪瑙杯視為寶物珍藏．宋朝《真率筆記》一書(shū)中也記載了一種“青華酒杯”，杯中有酒時(shí)，杯底有一朵花，“視之宛然，取之若影”．明朝和清朝的書(shū)中，也有過(guò)類(lèi)似記載，在酒杯中倒入酒就會(huì)出現(xiàn)一只蝴蝶，或一個(gè)人頭像．我們的祖先在幾百年前（也許幾千年以前）就會(huì)用酒杯變魔術(shù)了．這個(gè)謎現(xiàn)在已經(jīng)揭開(kāi)，并且仿制出了這種酒杯．這種杯的構(gòu)造是：在杯底中心嵌入一個(gè)凸透鏡，在杯腳里某一點(diǎn)上以極細(xì)彈簧（游絲）裝上一只小魚(yú)或彩色蝴蝶，也可以固定一個(gè)人頭像或一朵花，如圖3—11所示．其原理是光學(xué)上的復(fù)合透鏡成像原理．小魚(yú)或人頭像固定于凸透鏡的焦點(diǎn)之外很接近焦點(diǎn)處，當(dāng)杯中未倒酒時(shí)，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，所成的像為實(shí)像，且在人眼同一側(cè)，所以人眼看不到像．當(dāng)杯中倒入酒（或水）后，由于杯底的凸透鏡