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第四章多彩的光第六节神奇的眼睛第2课时生活中常用的几种透镜教案(沪科版八年级上册)
第四章多彩的光第六节神奇的眼睛第2课时生活中常用的几种透镜教案(沪科版八年级上册)
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第六节神奇的眼睛第2课时生活中常用的几种透镜【教学目标】一、知识目标1.了解放大镜、显微镜、望远镜等光学仪器的用途.2.知道照相机的成像原理,放大镜成像的特点.二、能力目标通过对照相机、放大镜、显微镜、望远镜所成的像的分析,逐步培养学生运用所学基础知识解决实际问题的能力.三、素养目标1.通过对光学仪器的介绍,使学生认识物理学知识在生产、生活和科技方面的应用.增强学生对物理的热爱.2.通过介绍显微镜、望远镜的发展和功能的增强,使学生认识科技对人类生活和社会发展的重要性,了解科技的持续性发展将加深人类对自然的认识,激发学生对科学和技术的热爱.培养学生用前面所学凸透镜成像规律的知识,加深对眼睛的了解.【教学重点】放大镜、照相机的成像原理;放大镜、显微镜、望远镜的用途.【教学难点】放大镜、照相机的成像原理.【教具准备】放大镜、光屏、显微镜、望远镜、多媒体课件.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容,并讲解学生所做的课后作业,加强学生对知识的巩固.【新课引入】师凸透镜成像的规律是什么?当u>2f时,成倒立、缩小、实像,像与物在透镜异侧.当f<u<2f时,成倒立、放大、实像,像与物在透镜异侧.当u<f时,成正立、放大、虚像,像与物在透镜同侧.10 师利用凸透镜成像的性质,人们制成了许多光学仪器,就像特殊而神奇的“眼睛”,拓展了我们肉眼的功能.【进行新课】知识点1放大镜师请同学们用桌面上的凸透镜靠近课本,观察课本上的字,你看到了什么现象?学生:课本上的字被放大了.师那么你手中的凸透镜就是什么?学生:就是放大镜.师对.再请大家判断放大镜所成的像与物是在放大镜的同侧,还是异侧?是实像,还是虚像?判断依据是什么?学生:放大镜所成的像与物是在放大镜的同侧,是虚像,因为用光屏承接不到像,所以是虚像,眼睛与物在透镜的异侧,透过凸透镜观察所成的像,所以像与物在透镜同侧.师你观察得很仔细,讲得很好,放大镜的焦距是较短,还是较长?学生:我猜放大镜的焦距较长.师对.隔着放大镜看物体总是放大的吗?学生:隔着放大镜看较近的物体,物体是正立、放大的,隔着放大镜看远处物体,物体是倒立、缩小的.师你知道这是什么原因吗?学生:因为放大镜是凸透镜,隔着放大镜看远处物体,u<f,所成的像是正立、放大的像,隔着放大镜看远处物体,u>2f,所以所成的像是倒立、缩小的像.师讲得很好.用放大镜观看近处的物体,物距小于焦距时才是放大的.因此,物体应放在离放大镜小于焦距的位置才合适,在什么位置所成的像最大?请大家观察.学生:物体离放大镜的距离接近于焦距时,所成的像最大.师对,请全班同学都进行观察.板书:1.放大镜:u<f,成正立、放大虚像.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点2照相机教师出示照相机实物,让学生观察照相机的构造.师你能说说照相机的构造吗?10 学生:镜头、机壳、调焦装置、取景窗、快门按钮……师照相机的“像”是怎么形成的?学生:照相机的镜头就相当于一个凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上,形成一个缩小的像.胶卷上涂着一层对光敏感的物质,它在曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶卷上,经过显影、定影后成为底片,再用底片洗印就可以得到相片.师讲得很好,下面请看课件演示.课件演示照相机的构造、成像过程.多媒体展示1:照相机的构造如图,照相机的主要构造有:镜头、胶片、调焦环、取景窗、光圈环和快门.(1)镜头:一般由一组透镜组成,相当于一个凸透镜,起成像作用;(2)胶片:相当于光屏,用来记录物体经镜头所成的像;(3)调焦环:用来调节胶片和镜头的距离(即像距),以便物体经镜头所成的像清晰地呈现在胶片上;(4)取景窗:为了确定拍摄景物的范围和便于进行拍摄构图;(5)光圈环和快门:用光圈控制进入镜头光的多少;用快门控制曝光的时间,这两点是为了控制曝光量.多媒体展示2:照相机的成像原理照相机照相时,被拍照的物体到镜头的距离要远大于镜头的焦距,才能在胶卷上得到倒立缩小的实像.当物距改变时,则成像的大小和胶片距镜头的远近都要随着变化.为了拍出清晰的照片,需要一个装置来改变凸透镜到胶片间的距离,调焦环就是起这个作用.其规律是:“物近像远像变大”,即物距变小,像距会增大,同时像也会变大.若要使像变大些,则物与镜头应近一些,同时把镜头拉出来一些,使暗箱拉长些,增大像距,使胶片上的像变清晰.所以拍摄近的景物时,镜头往前伸,离胶卷远些;拍摄远的景物时,镜头往后缩,离胶卷近一些.平时看到照相机成的像是正立的,这是为了取景方便,经过相机内部器材把镜头第一次成的倒立的像变成正立的,因此切记照相机所成的像是倒立的、缩小的实像.10 现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门,得到曝光适度的相片.有的相机还能自动测量景物到相机的距离,进行自动调焦.师照相机的成像是凸透镜成像规律中的哪一条?学生:当u>2f,成倒立、缩小的实像、像与物在透镜的异侧.板书:2.照相机:当u>2f,成倒立、缩小的实像.师你知道有哪些照相机吗?学生:傻瓜机、数码照相机、摄影机……师摄影机、各种监控摄像头其实都是一个可以连续拍照的照相机.例题1(湖南娄底中考)如图,这是一款人脸识别门镜一体机,通过摄像镜头捕捉人脸信息,并将所拍图象与系统数据库中预先录入的人脸照片模板进行对比.下面对该装置说法错误的是()A.该摄像镜头相当于凸透镜B.这种镜头可用来矫正近视眼C.这种镜头对光线具有会聚作用D.若镜头的焦距为10cm,为了能成清晰的像,人脸到镜头的距离应大于20cm解析:(1)摄像机的镜头是一个凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,利用了当u>2f时,凸透镜成倒立、缩小的实像原理制成.凸透镜的焦距是10cm,当人脸和摄像头的距离大于二倍焦距,也就是大于20cm时,能成倒立、缩小的实像,故选项ACD正确.(2)矫正近视眼的镜片是凹透镜,不是凸透镜,故B错误.答案:B.例题2如图所示,是小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔相片.下面说法正确的是()10 A.双塔在湖中的倒影是实像B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些解析:要解决此题,需要掌握平面镜成像的原理,知道平面镜成的像是虚像.掌握凸透镜成像的原理及应用,知道照相机是根据当物距大于2f时,成倒立、缩小实像的原理制成的.并且物距越大,像越小,像距也越小;物距越小,像越大,像距也越大.双塔在湖中的倒影属于平面镜成像,成的是虚像.所以A说法错误.要使塔的像更大些,应减小镜头与塔之间的距离.所以B说法正确,C说法错误.要使塔的像更小些,应增大镜头与塔的距离,所以D说法错误.答案:B.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.知识点3显微镜和望远镜(1)显微镜师用放大镜能观察细胞吗?怎么办?学生:不能,用显微镜.师课前我已要求大家查资料,关于显微镜你知道什么?请大家踊跃举手起来向全班同学交流.学生甲:显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,用显微镜可以观察微生物细胞等人眼无法看见的物体.10 学生乙:随着科学技术的发展,人们又研制了电子显微镜和隧道显微镜.目前通用电子显微镜的放大倍数可达50万倍.借此人类能观察到许多物体的细微结构;用隧道显微镜甚至可以看到金属原子,因此显微镜被广泛应用于科学研究、工农业生产技术等方面.师两位同学讲得很好.多媒体展示:显微镜的构造及原理1.物镜:靠近被观察物体的凸透镜,焦距比较短;目镜:靠近眼睛的凸透镜,焦距比较长;载物台:用来放置被观察物体(载物片)的平台;反光镜:通过反光提高载物片上物体的亮度.反光镜有两面,光线太弱时用凹面镜会聚更多的光线,光线较强时用平面镜反光.2.被观察的物体到物镜的距离在物镜的1倍焦距到2倍焦距间,经物镜后,成倒立、放大的实像,这一实像恰好处在目镜的一倍焦距以内,经目镜成正立、放大的虚像.(2)望远镜.师下面请同学们用望远镜观察远处物体.师你们观察到了什么现象?学生:远处物体被放大了.师远处的物体真的被放大了吗?多媒体展示:望远镜的构造及成像过程.10 1.物镜:靠近被观察的物体的凸透镜,相当于照相机的镜头,焦距较长;目镜:靠近眼睛的凸透镜,相当于放大镜,焦距较短.2.物镜的作用使远处的物体在焦点附近成倒立的缩小的实像,像照相机的镜头;目镜的作用把物镜成的实像,放大成虚像.望远镜看远处物体,物距不能改变,物体到物镜的距离远大于物镜的二倍焦距,物体通过物镜成倒立缩小的实像,像虽然缩小,但到人眼的距离比物到人眼的距离小得多,像的视角大于物的视角;物镜所成实像,在目镜的一倍焦距内,再经目镜成正立放大的虚像.师有疑问吗?学生:物体距离物镜很远,它的像却离物镜很近,根据前面探究的结果,这样所成的像是缩小的,为什么使用望远镜观察物体时会感到物体被放大了?师我们能不能看清一个物体,取决于它对我们的眼睛所成“视角”的大小.望远镜所成的像虽然比原来的物体小,但它离我们的眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大.望远镜物镜的直径比我们眼睛的瞳孔大得多,这样它可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮.这一点在观测天空中的暗星时非常重要.现代天文望远镜都力求把物镜的口径加大,以求观测到更暗的星.除了凸透镜外,天文望远镜也常用凹面镜作物镜.多媒体展示:视角10 从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角.视角的有关知识:(1)视角越大,对物体的观察越清楚.(2)视角的大小不仅与物体的大小有关,还与物体到眼睛的距离有关.(3)到眼睛相同距离时,物体越大,视角越大;同一物体离眼睛的距离越小,视角越大,物体在视网膜上的像越大,但物体不会变大.例如,“一叶障目,不见泰山.”实际上就是视角的问题,一片树叶在人眼的视角可能大于一座山在人眼的视角.例题3自制水滴显微镜,探究显微镜的工作原理.器材:焦距较长的凸透镜一个,滴管一个,废录音带盒一个,清水.(1)小水滴可看作一个焦距很小的镜,本实验以小水滴作为显微镜的镜,它与被观察物体的间距为10~15mm,如左图所示.(2)如图所示中,任意滴一滴水滴,透过这个小水滴,如果看到一个与原来方向相同的、放大的箭头,在不调整与箭头的距离,应该把水珠变(填“厚”或者”薄”),直至与原来方向相反的、放大了的箭头.如果废录音带盒的厚度是12mm,那么最终水滴凸透镜的焦距范围是:.(3)透过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴、凸透镜,并且保持凸透镜水平,看到的箭头相对于原来的箭头是(填“正立”或“倒立”),如果要看到箭头更大的像,应把凸透镜略微向(填“上”或“下”)移动.10 解析:(1)小水滴接近圆形,所以其相当于一个焦距很小的凸透镜,是当作显微镜的物镜来使用的;(2)由题意可知,小水滴此时相当于放大镜,成的是正立、放大的虚像,说明箭头在小水滴的焦点之内,即小水滴的焦距过大,因此应该把水珠变得再厚些,使其焦距变小,直至成倒立、放大的实像,此时物距满足:f<12mm<2f,即:凸透镜的焦距为:6mm<f<12mm;(3)透过凸透镜去观察小水滴,使箭头、小水滴,凸透镜在同一直线上,此时,凸透镜相当于一个放大镜,成的是一个正立、放大的虚像;虽然二次放大成的像相对于物体是倒立的,但旋转的方向是一致的;要使成的虚像更大一些,应增大物距,把凸透镜向上移动.答案:(1)凸透;物;(2)厚;6~12mm;(3)在同一竖直线上;倒立;上.【课堂训练】完成练习册中本课时对应课堂作业部分练习.【课堂小结】通过本节课学习,我们知道了神奇的“眼睛”——放大镜、照相机、显微镜、望远镜的用途,以及放大镜、照相机工作原理.显微镜和望远镜在现实生活中并不能经常接触,因此在学习过程中,一定要重视理论联系实际,到实验室对照原物件学习明白其原理和各元件的作用.也需要同学们平时多动手、动眼,说不定同学们也会有非常了不起的发现.谢谢!【课后作业】完成练习册中本课时对应课后作业部分练习.1.以照相机等由凸透镜制成的神奇“眼睛”引入新课,激发学生学习兴趣,并体现“从生活走向物理”的教学过程.2.教学中可引导学生利用凸透镜成像规律的知识,对照来认识放大镜、照相机的成像特点及原理;了解显微镜、望远镜的特点,通过实验体会使学生有感性的认识,激发学生学习的兴趣,同时培养学生应用知识指导实践的能力.10 10
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