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1、八年级自然科学暑假专题 光的折射 华东师大版【本讲教育信息】一. 教学内容：暑假专题光的折射复习二. 学习目标： 1. 了解光的折射现象 2. 了解透镜的分类，及其对光线的作用 3. 掌握凸透镜成像的规律及其应用三. 重点、难点： 重点： 1. 能用折射现象解释日常生活中的折射现象。 2. 凸透镜成像规律及其应用。 难点：凸透镜成像规律及其应用。四. 知识总结：（一）光的折射 1. 光的折射现象 光从一种透明介质进入另一种透明介质时，在两种界面上传播方向通常会发生改变的现象。 2. 光的折射规律，如图一 （1）内容：折射光线（BO）与入射光线（AO）、法线在同一平面上折射光线与入射光线分居法线
2、的两侧折射角（r）随入射角（i）的增大而增大；光由空气斜射入水、玻璃等透明介质时，折射角小于入射角；光由水、玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；光垂直射到两种介质的界面上时，传播方向不发生改变，折射角等于零。 （2）在折射现象中，光路也是可逆的，即如果光逆着折射光线射入，其折射光线将逆着入射光线射出。 （3）不同介质对光的折射本领不一样。（二）透镜 1. 透镜的种类 （1）凸透镜：中央比边缘厚的透镜，对光线有会聚作用，又叫会聚透镜。 （2）凹透镜：中央比边缘薄的透镜，对光线有发散作用，又叫发散透镜。 2. 与透镜有关的几个概念图二 （1）主光轴：通过透镜两个球面的球心的直线（C1C
3、2） （2）光心：主光轴上的一点通过此点的光线传播方向不改变，薄透镜的光心在它的几何中心，通常用“O”表示。 （3）焦点：跟主轴平行的光线，通过凸透镜后会聚在主轴上的一点，这点叫凸透镜的焦点，用“F”表示。它是实际光线会聚点，也叫实焦点。 跟主轴平行的光线通过凹透镜后成为发散光线，这些发散光线的反向延长线相交在主轴上的一点，这点叫凹透镜的焦点。同样用“F”表示，它不是实际光线的会聚点，也叫虚焦点。 （4）焦距：从焦点到透镜光心（或中心）的距离，常用“f”表示，根据光路的可逆性，透镜两侧各有一个焦点，透镜两侧的两个焦距相等。 （5）物距：物体到透镜光心的距离，常用“u”表示。 （6）像距：物体通
4、过透镜成的像到透镜光心的距离，常用“v”表示。 （7）实像和虚像： 实像：由实际的反射光线或折射光线相交而成的像，实像可以用眼观察，也可以用光屏来接收。 虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而成，虚像可以用眼观察，但不能成在光屏上，故不能用光屏接收。（三）凸透镜成像规律 由上表可知： （1）凸透镜成像有三个区域，两个特殊点：u=2f点是物体通过凸透镜成“缩小”还是“放大”的实像的分界点u=f点是物体通过凸透镜成“实像”还是“虚像”的分界点，及倒立、正立分界点，物像同侧、异侧分界点。 （2）当uf时，u减小，物体通过凸透镜成实像，且实像变大、v增大。 （3）凸透镜所成的像：实像一定倒立、虚
5、像一定正立；虚像一定放大，实像有放大、缩小、等大三种可能；实像一定与物体在透镜两侧，虚像一定与物体在透镜同侧、且在物体后面。 （4）描述像的性质应包括实像、虚像、不成像倒立、正立放大、缩小、等大三个方面，如描述幻灯机成像为：倒立放大实像。（四）凸透镜成像的应用 1. 照相机 （1）原理：照相机是利用凸透镜成缩小的实像的原理制作的，即u2f。 （2）结构：照相机的镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，被拍摄的人或物位于2倍焦距以外，胶卷上就成了一个倒立的缩小的实像，胶卷曝光后，再经过化学处理得到底片，利用底片印出相片。 在u2f的前提下，调节u的大小，可以拍摄到远近不同的像。 2. 幻灯机 （1）原
6、理：幻灯机是利用凸透镜成放大的实像的原理制成的，即fu2f。 （2）结构：其镜头相当于凸透镜，透明幻灯片到镜头的距离比焦距稍大，在屏幕上形成倒立、放大的实像。 3. 放大镜 （1）原理：放大镜是利用凸透镜成正立、放大的虚像原理制作的，即uf。 （2）结构：其镜头相当于凸透镜，把要观察的物体放在离凸透镜（放大镜）小于焦距的地方，眼睛透过放大镜就能看到物体正立放大的虚像。【典型例题】 例1. 给你一个透镜，怎样用最简单易行的方法判断它是不是凸透镜？说出两种最简便的估测凸透镜焦距的方法。 分析：要判断一个透镜是不是凸透镜，我们可以从凸透镜的外形、对光路的折射特点及成像规律入手进行考虑。凸透镜的外形具
7、有中间厚边缘薄的特点；凸透镜对光路具有会聚作用；物体通过凸透镜可以成实像和放大的虚像，这些都是凸透镜所特有的，这就是我们进行具体判断的依据。 根据上述对凸透镜特点的分析，我们可以设计如下的判断方案。 （1）根据外形特点，通过观察中间厚边缘薄的是凸透镜。 （2）将透镜正对太阳光，用一个光屏在透镜的另一侧接收折射后的阳光，能使太阳光会聚的是凸透镜。 （3）利用成实像的特点，将一发光物体放于透镜的一侧，在透镜的另一侧用光屏（需调节物体和光屏到透镜之间的距离）接收物体的像，如果能接收到实像则是凸透镜。 （4）根据成放大虚像的特点，将物体放在透镜的一侧，眼睛在透镜的另一侧观察（需调节物和透镜之间距离）物
8、体的像，能成放大正立像（即可以作为放大镜使用的）是凸透镜。 答案：能使物体成放大像的就是凸透镜。 方法一：让阳光垂直射到镜面，调节到阳光会聚的光点至最小，测出会聚光点到镜面的距离即为焦距。方法二：当作放大镜来看书。调节到字体的放大虚像至恰好变成模糊为止，测出透镜到字体的距离即为焦距。 本题的分析需要综合考虑凸透镜各方面的特点，这就要求我们对凸透镜的成像规律有较深刻的理解。 例2. 在做“研究凸透镜成像”的实像中发现，物距等于6厘米时，能成正立的像；物距等于9厘米时，能成倒立的像。则下列判断一定正确的是（ ） A. 物距为8厘米时成放大的实像 B. 物距为12厘米时成放大的实像 C. 物距为16
9、厘米时成缩小的实像 D. 物距为18厘米时成等大的实像 分析与解：根据题目条件，u=6cm成正立的像，也就是成虚像，u=9cm时成倒立的像，成的是实像。可以判断6cmf9cm。 题目中A是不正确的，因为焦距有可能大于8cm，而u=8cm有可能成放大的虚像，题目中B是正确的。因为u=12cm时，满足fu2f，应该成缩小的实像。 B正确 例3. 一个物体通过凸透镜成像于屏上，若将透镜的上半部分遮住，则下列说法中正确的是（ ） A. 屏上的像只剩下半部分 B. 屏上的像变暗，位置不变 C. 屏上的像上半部变暗，下半部保持原来的亮度 D. 屏上的像变得模糊不清了 分析与解：一个物体通过凸透镜成像于屏上
10、，若将透镜的上半部分遮住的光路图如图三（甲）所示，遮前如图（乙）所示。 在（甲）图中从A点射向凸透镜上半部分的光线被遮住，只有从A点射向凸透镜下半部分光通过透镜会聚于A点成像，物体AB上其它点成像情况与A点相同，只是由于光线少了，所以成的像暗一些。 而图（乙）中，从A点射向凸透镜的所有光线，经透镜折射后，都会聚在A点，AB上其它点相同，所以在遮之前成的像亮度大。 B正确 例4. 有一块玻璃砖，形状如图四甲所示，内有一个凸型空气泡，某学生用这个玻璃砖来做光学实验，当一平行光束通过玻璃砖时，以下对光束在空气泡中发生的现象的说法正确的是（ ） A. 这一平行光束在空气泡中将不改变原来方向 B. 这一
11、平行光束在空气泡中将发生会聚 C. 这一平行光束在空气泡中将发生发散 D. 条件不足，无法确定 分析：不少学生看里面是一个凸型气泡，认为光线经过的是凸透镜，故最终成为一束会聚光线而错选B，他们认为凸型空气泡与平时用的玻璃凸透镜形状一样，便认为空气泡透镜对光线的作用与玻璃透镜的作用效果相同。设想在原图中沿AB方向把玻璃砖等分为二，即成图四乙中情形，显然该光束经过的是一凹透镜，由光学知识可知，凹透镜对光线有发散作用，则平行光束通过空气泡将发生发散，故应选C。 更基本的方法是画一条入射光线到空气透镜的前表面，用作图法来判断光线经过透镜之后的行为。光线从玻璃进入空气，由光密媒质进入光疏媒质，折射角大于
12、入射角，折射光线远离法线，出射光线是发散的。可见，凸透镜对光线的作用是会聚的。这个结论是有条件的：条件是透镜材料的折射率大于周围环境的折射率。 C正确【模拟试题】（答题时间：60分钟）一. 填空题： 1. 图1所示，光线从空气斜射入水中时，折射角比入射角_，所以光线BO是_光线。OC是_光线，OD是_光线。_=_度，_角，是_角，是_角。 2. 当光线垂直射向介面时，_不改变。这时入射角是_度，折射角是_度。 3. 照相机的镜头相当于一个_镜，用照相机拍摄景物时，能在底片上得到一个_的_的_像，这是因为，被照物体在_以外。 4. 放映幻灯时，应将幻灯片放在离镜头_的地方，且幻灯片需_插，才能在
13、屏幕上出现幻灯片上画面的_的_的_像。 5. 在碗里放一个硬币，当碗内盛满水，水静止时，看上去碗底的硬币要比实际的深度_些，这是由于光的_的缘故所造成的。 6. 在研究凸透镜成像的实验中，当u_f时，成实像，当u_f时成虚像，所以_是成_和_的分界点。当u_f时成正立的像，当u_f时成倒立的像，u_f时，像与物体在透镜的同侧，u_f时像与物在透镜的异侧，当u_f而_2f时成放大的实像，u_2f时成缩小的实像，所以当u_2f时，两倍焦距处的P点是物体成_的实像和_的实像的分界点。 7. 早晨看到太阳从地平线刚刚升起时，实际上它还处在地平线的下方，这种现象是由于_造成的。 8. 从物体上某点发出的光线经凸透镜折射后会聚而成的点，叫做这一物点的_像，它可以用_接收。若物点发出的光线经凸透镜后不能会聚，反向延长线相交的点，叫做物点的_像，它不能用光屏接收，只能用_观看。 9. 放大镜是_，在使用放大镜时，必须要把被观察的物体放在_，才能看到_立，放大的_像。 10. 幻灯机的幻灯片_插在凸透镜的后面焦点略微远些的地方，这时银幕上所得到的像的性质是_。 11.
