第六節 神奇的眼睛第2課時 生活中常用的幾種透鏡【教學目標】一、知識與技能1.了解放大鏡、顯微鏡、望遠鏡等光學儀器的用途.2.知道照相機的成像原理，放大鏡成像的特點.二、過程與方法通過對照相機、放大鏡、顯微鏡、望遠鏡所成的像的分析，逐步培養學生運用所學基礎知識解決實際問題的能力.三、情感、態度和價值觀1.通過對光學儀器的介紹，使學生認識物理學知識在生產、生活和科技方面的應用.增強學生對物理的熱愛.2.通過介紹顯微鏡、望遠鏡的發展和功能的增強，使學生認識科技對人類生活和社會發展的重要性，了解科技的持續性發展將加深人類對自然的認識，激發學生對科學和技術的熱愛.培養學生用前面所學凸透鏡成像規律的知識，加深對眼睛的了解.【教學重點】放大鏡、照相機的成像原理；放大鏡、顯微鏡、望遠鏡的用途.【教學難點】放大鏡、照相機的成像原理.【教具準備】放大鏡、光屏、顯微鏡、望遠鏡、多媒體課件.【教學課時】1課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節內容，并講解學生所做的課后作業，加強學生對知識的鞏固.【新課引入】師 凸透鏡成像的規律是什么?當u2f時，成倒立、縮小、實像，像與物在透鏡異側.當fu2f時，成倒立、放大、實像，像與物在透鏡異側.當uf時，成正立、放大、虛像，像與物在透鏡同側.師 利用凸透鏡成像的性質，人們制成了許多光學儀器，就像特殊而神奇的“眼睛”，拓展了我們肉眼的功能.【進行新課】知識點1 放大鏡師 請同學們用桌面上的凸透鏡靠近課本，觀察課本上的字，你看到了什么現象?學生：課本上的字被放大了.師 那么你手中的凸透鏡就是什么?學生：就是放大鏡.師 對.再請大家判斷放大鏡所成的像與物是在放大鏡的同側，還是異側?是實像，還是虛像?判斷依據是什么?學生：放大鏡所成的像與物是在放大鏡的同側，是虛像，因為用光屏承接不到像，所以是虛像，眼睛與物在透鏡的異側，透過凸透鏡觀察所成的像，所以像與物在透鏡同側.師 你觀察得很仔細，講得很好，放大鏡的焦距是較短，還是較長?學生：我猜放大鏡的焦距較長.師 對.隔著放大鏡看物體總是放大的嗎?學生：隔著放大鏡看較近的物體，物體是正立、放大的，隔著放大鏡看遠處物體，物體是倒立、縮小的.師 你知道這是什么原因嗎?學生：因為放大鏡是凸透鏡，隔著放大鏡看遠處物體，uf，所成的像是正立、放大的像，隔著放大鏡看遠處物體，u2f，所以所成的像是倒立、縮小的像.師 講得很好.用放大鏡觀看近處的物體，物距小于焦距時才是放大的.因此，物體應放在離放大鏡小于焦距的位置才合適，在什么位置所成的像最大?請大家觀察.學生：物體離放大鏡的距離接近于焦距時，所成的像最大.師 對，請全班同學都進行觀察.板書：1.放大鏡：uf，成正立、放大虛像.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點2 照相機教師出示照相機實物，讓學生觀察照相機的構造.師 你能說說照相機的構造嗎?學生：鏡頭、機殼、調焦裝置、取景窗、快門按鈕師照相機的“像”是怎么形成的?學生：照相機的鏡頭就相當于一個凸透鏡，來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠卷上，形成一個縮小的像.膠卷上涂著一層對光敏感的物質，它在曝光后發生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上，經過顯影、定影后成為底片，再用底片洗印就可以得到相片.師 講得很好，下面請看課件演示.課件演示照相機的構造、成像過程.多媒體展示1：照相機的構造如圖，照相機的主要構造有：鏡頭、膠片、調焦環、取景窗、光圈環和快門.（1）鏡頭：一般由一組透鏡組成，相當于一個凸透鏡，起成像作用；（2）膠片：相當于光屏，用來記錄物體經鏡頭所成的像；（3）調焦環：用來調節膠片和鏡頭的距離（即像距），以便物體經鏡頭所成的像清晰地呈現在膠片上；（4）取景窗：為了確定拍攝景物的范圍和便于進行拍攝構圖；（5）光圈環和快門：用光圈控制進入鏡頭光的多少；用快門控制曝光的時間，這兩點是為了控制曝光量.多媒體展示2：照相機的成像原理照相機照相時，被拍照的物體到鏡頭的距離要遠大于鏡頭的焦距，才能在膠卷上得到倒立縮小的實像.當物距改變時，則成像的大小和膠片距鏡頭的遠近都要隨著變化.為了拍出清晰的照片，需要一個裝置來改變凸透鏡到膠片間的距離，調焦環就是起這個作用.其規律是：“物近像遠像變大”，即物距變小，像距會增大，同時像也會變大.若要使像變大些，則物與鏡頭應近一些，同時把鏡頭拉出來一些，使暗箱拉長些，增大像距，使膠片上的像變清晰.所以拍攝近的景物時，鏡頭往前伸，離膠卷遠些；拍攝遠的景物時，鏡頭往后縮，離膠卷近一些.平時看到照相機成的像是正立的，這是為了取景方便，經過相機內部器材把鏡頭第一次成的倒立的像變成正立的，因此切記照相機所成的像是倒立的、縮小的實像.現代的照相機可以根據光的強弱來自動調節光圈和快門，得到曝光適度的相片.有的相機還能自動測量景物到相機的距離，進行自動調焦.師照相機的成像是凸透鏡成像規律中的哪一條?學生：當u2f，成倒立、縮小的實像、像與物在透鏡的異側.板書：2.照相機：當u2f，成倒立、縮小的實像.師 你知道有哪些照相機嗎?學生：傻瓜機、數碼照相機、攝影機師 攝影機、各種監控攝像頭其實都是一個可以連續拍照的照相機.例題1（湖南婁底中考）如圖，這是一款人臉識別門鏡一體機，通過攝像鏡頭捕捉人臉信息，并將所拍圖象與系統數據庫中預先錄入的人臉照片模板進行對比.下面對該裝置說法錯誤的是（ ）A.該攝像鏡頭相當于凸透鏡B.這種鏡頭可用來矯正近視眼C.這種鏡頭對光線具有會聚作用D.若鏡頭的焦距為10cm，為了能成清晰的像，人臉到鏡頭的距離應大于20cm解析：（1）攝像機的鏡頭是一個凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用，利用了當u2f時，凸透鏡成倒立、縮小的實像原理制成.凸透鏡的焦距是10cm，當人臉和攝像頭的距離大于二倍焦距，也就是大于20cm時，能成倒立、縮小的實像，故選項ACD正確.（2）矯正近視眼的鏡片是凹透鏡，不是凸透鏡，故B錯誤.答案：B.例題2 如圖所示，是小華用相機拍攝的桂林市杉湖上的雙塔相片.下面說法正確的是（ ）A.雙塔在湖中的倒影是實像B.要使塔的像更大些，小華或相機鏡頭應向塔靠近些C.要使塔的像更大些，小華或相機鏡頭應離塔更遠些D.要使塔的像更小些，小華或相機鏡頭應離塔更近些解析：要解決此題，需要掌握平面鏡成像的原理，知道平面鏡成的像是虛像.掌握凸透鏡成像的原理及應用，知道照相機是根據當物距大于2f時，成倒立、縮小實像的原理制成的.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.雙塔在湖中的倒影屬于平面鏡成像，成的是虛像.所以A說法錯誤.要使塔的像更大些，應減小鏡頭與塔之間的距離.所以B說法正確，C說法錯誤.要使塔的像更小些，應增大鏡頭與塔的距離，所以D說法錯誤.答案：B.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.知識點3 顯微鏡和望遠鏡（1）顯微鏡師 用放大鏡能觀察細胞嗎?怎么辦?學生：不能，用顯微鏡.師 課前我已要求大家查資料，關于顯微鏡你知道什么?請大家踴躍舉手起來向全班同學交流.學生甲：顯微鏡的目鏡和物鏡都是凸透鏡，用顯微鏡可以觀察微生物細胞等人眼無法看見的物體.學生乙：隨著科學技術的發展，人們又研制了電子顯微鏡和隧道顯微鏡.目前通用電子顯微鏡的放大倍數可達50萬倍.借此人類能觀察到許多物體的細微結構；用隧道顯微鏡甚至可以看到金屬原子，因此顯微鏡被廣泛應用于科學研究、工農業生產技術等方面.師 兩位同學講得很好.多媒體展示：顯微鏡的構造及原理1.物鏡：靠近被觀察物體的凸透鏡，焦距比較短；目鏡：靠近眼睛的凸透鏡，焦距比較長；載物臺：用來放置被觀察物體（載物片）的平臺；反光鏡：通過反光提高載物片上物體的亮度.反光鏡有兩面，光線太弱時用凹面鏡會聚更多的光線，光線較強時用平面鏡反光.2.被觀察的物體到物鏡的距離在物鏡的1倍焦距到2倍焦距間，經物鏡后，成倒立、放大的實像，這一實像恰好處在目鏡的一倍焦距以內，經目鏡成正立、放大的虛像.（2）望遠鏡.師 下面請同學們用望遠鏡觀察遠處物體.師 你們觀察到了什么現象?學生：遠處物體被放大了.師 遠處的物體真的被放大了嗎?多媒體展示：望遠鏡的構造及成像過程.1.物鏡：靠近被觀察的物體的凸透鏡，相當于照相機的鏡頭，焦距較長；目鏡：靠近眼睛的凸透鏡，相當于放大鏡，焦距較短.2.物鏡的作用使遠處的物體在焦點附近成倒立的縮小的實像,像照相機的鏡頭；目鏡的作用把物鏡成的實像，放大成虛像.望遠鏡看遠處物體，物距不能改變，物體到物鏡的距離遠大于物鏡的二倍焦距，物體通過物鏡成倒立縮小的實像，像雖然縮小，但到人眼的距離比物到人眼的距離小得多，像的視角大于物的視角；物鏡所成實像，在目鏡的一倍焦距內，再經目鏡成正立放大的虛像.師 有疑問嗎?學生：物體距離物鏡很遠，它的像卻離物鏡很近，根據前面探究的結果，這樣所成的像是縮小的，為什么使用望遠鏡觀察物體時會感到物體被放大了?師 我們能不能看清一個物體，取決于它對我們的眼睛所成“視角”的大小.望遠鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大.望遠鏡物鏡的直徑比我們眼睛的瞳孔大得多，這樣它可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮.這一點在觀測天空中的暗星時非常重要.現代天文望遠鏡都力求把物鏡的口徑加大，以求觀測到更暗的星.除了凸透鏡外，天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡.多媒體展示：視角從眼睛的光心向觀察物體的兩端所引的兩條直線的夾角.視角的有關知識：（1）視角越大，對物體的觀察越清楚.（2）視角的大小不僅與物體的大小有關，還與物體到眼睛的距離有關.（3）到眼睛相同距離時，物體越大，視角越大；同一物體離眼睛的距離越小，視角越大，物體在視網膜上的像越大，但物體不會變大.例如，“一葉障目，不見泰山.”實際上就是視角的問題，一片樹葉在人眼的視角可能大于一座山在人眼的視角.例題3自制水滴顯微鏡，探究顯微鏡的工作原理.器材：焦距較長的凸透鏡一個，滴管一個，廢錄音帶盒一個，清水.（1）小水滴可看作一個焦距很小的 鏡，本實驗以小水滴作為顯微鏡的 鏡，它與被觀察物體的間距為1015mm，如左圖所示.（2）如圖所示中，任意滴一滴水滴，透過這個小水滴，如果看到一個與原來方向相同的、放大的箭頭，在不調整與箭頭的距離，應該把水珠變 （填“厚”或者”薄”），直至與原來方向相反的、放大了的箭頭.如果廢錄音帶盒的厚度是12mm，那么最終水滴凸透鏡的焦距范圍是： .（3）透過凸透鏡去觀察小水滴，使箭頭、小水滴、凸透鏡 ，并且保持凸透鏡水平，看到的箭頭相對于原來的箭頭是 （填“正立”或“倒立”），如果要看到箭頭更大的像，應把凸透鏡略微向 （填“上”或“下”）移動.解析：（1）小水滴接近圓形，所以其相當于一個焦距很小的凸透鏡，是當作顯微鏡的物鏡來使用的；（2）由題意可知，小水滴此時相當于放大鏡，成的是正立、放大的虛像，說明箭頭在小水滴的焦點之內，即小水滴的焦距過大，因此應該把水珠變得再厚些，使其焦距變小，直至成倒立、放大的實像，此時物距滿足：f12mm2f，即：凸透鏡的焦距為：6mmf12mm；（3）透過凸透鏡去觀察小水滴，使箭頭、小水滴，凸透鏡在同一直線上，此時，凸透鏡相當于一個放大鏡，成的是一個正立、放大的虛像；雖然二次放大成的像相對于物體是倒立的，但旋轉的方向是一致的；要使成的虛像更大一些，應增大物距，把凸透鏡向上移動.答案：（1）凸透；物；（2）厚；612mm；（3）在同一豎直線上；倒立；上.【課堂訓練】完成練習冊中本課時對應課堂作業部分練習.【課堂小結】通過本節課學習，我們知道了神奇的“眼睛”放大鏡、照相機、顯微鏡、望遠鏡的用途，以及放大鏡、照相機工作原理.顯微鏡和望遠鏡在現實生活中并不能經常接觸，因此在學習過程中，一定要重視理論聯系實際，到實驗室對照原物件學習明白其原理和各元件的作用.也需要同學們平時多動手、動眼，說不定同學們也會有非常了不起的發現.謝謝！【課后作業】完成練習冊中本課時對應課后作業部分練習.1.以照相機等由凸透鏡制成的神奇“眼睛”引入新課，激發學生學習興趣，并體現“從生活走向物理”的教學過程.2.教學中可引導學生利用凸透鏡成像規律的知識，對照來認識放大鏡、照相機的成像特點及原理；了解顯微鏡、望遠鏡的特點，通過實驗體會使學生有感性的認識，激發學生學習的興趣，同時培養學生應用知識指導實踐的能力