凸透镜成像.docx
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凸透镜成像
光的反射学案
第二节 光的反射学案
(二)
1、入射角指:
反射角指
2、光的反射定律 ,
,
。
3、 反射可分为 和_ __两类
镜面反射指 。
漫反射指 。
镜面反射和漫反射的不同,是由于反射面的结构所造成的。
当反射面极为 光滑时,将发生________反射,当反射面粗糙不平时,则会发生_________反射。
4、光照射到平静的水面上时,在水面上发生的是 ;太阳光在操场跑道表面发生的是 。
5、如果入射光线与反射面的夹角是30°,入射角是 ,反射角是 ,
6、入射光线与反射面的夹角是30°,保持入射光线不动,绕入射点转动面镜,使入射角增大10°,则反射光线跟入射光线的夹角是 。
则反射光线与入射光线的夹角改变了_____度。
7、如果保持入射光线不动,使平面镜绕入射点逆时针转动10°,则反射光线跟入射光线的夹角是
8、关于光的反射定律,下列说法正确的是 ( )
A.反射定律的内容是反射角等于入射角
B.镜面反射时,光遵守反射定律,漫反射时,有些光不遵守反射定律
C.反射光和入射光传播速度大小相等 D.反射定律只是在空气中成立,真空中不成立
9、某同学对光的反射定律的叙述如下,其中说法错误的是( )
A.反射光线跟入射光线和法线在同一平面上;
B.反射光线跟入射光线分居法线两侧
C.入射角等于反射角;
D.入射角为θ, 反射角也为θ
10、雨后晴朗的夜为了不踩到地上的积水,下面判断中正确的是( )
A、迎着月光走,地上发亮的是水,背着月光走,上暗处是水;
B、迎着月光走,地上暗处是水,背着月光走,地上发亮处是水;
C、迎着月光或背着月光走,都应是地上发亮处是水;
D、迎着月光或背着月光走,都应是地上暗处是水。
11、以下属于漫反射的是( )
A、在黑暗中看不见东西; B、能清楚看到黑板上写的粉笔字;
C、在穿衣镜前看到自己的像; D、在水中看到月亮的倒影。
12、下列说法中错误的是( )
A、 打雷时总是先看到闪电后听到雷声,这是因为光速比声速大得多
B、 夏天烈日当头的中午,在枝叶茂密的树下,地面上常看到一些明亮的小圆形光斑,这是光沿直线传播小孔成像的结果,小圆形光斑就是太阳的像
C、 放映电影的银幕,表面是粗糙的,是为了使光发生漫反射
D、 在硬纸上穿一个小洞,通过小洞往外看时,眼睛离小洞越近,看到的范围就越小
12、完成光路图
13晚上,在桌上铺一张白纸,把一小块平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,从侧面看去,白纸被照亮,而平面镜却比较暗.想想看,并解释为什么.
例1、如图,把一个镜子M放在平板上,把一画有角度的白色硬纸竖立在镜面上,硬纸板是由E、F两块粘接起来的,可绕接缝ON垂直于镜面。
先使E、F在同一平面上,
(1)让入射光线AO沿纸板E射向镜面上的O点,则在纸板F上_____________反射光线(填“看见”、“看不见”);
(2)若增大入射光线AO与ON间的夹角,则反射光线与ON间的夹角__________(填“不变”、“变大”或“变小”);(3)把纸板的半平面F向前或向后折,如图乙,在纸板F上将___________反射光线(填“看见”、“看不见”)。
(4)从以上实验可得出结论:
_______________________________________。
例2、如图一束平行光垂直射到镜面上,反射角是 ;保持入射方向不变,为使图示所在位置的眼睛能看到反射光,平面镜应 时针(填“顺”或“逆”)方向转 角,此时入射角是 。
例3、一束光与水平方向成60°角射来,要利用平面镜使光线射向竖直的井底,则平面镜应与水平方向成 角或 角。
例4、如图所示是发光点S在平面镜中成像的光路图,S'是S的像,我们能看到S'是因为( )。
A、S'也是一个发光点
B、S'发出的光线射入眼睛
C、S发出的光线射入眼睛,于是在平面镜中看到S'
D、S发出的光线经镜面反射进入眼睛,逆着反射光线方向看到虚像S'
例5、让光线逆着原来的反射光线入射时,则反射光线 ( )
A、一定沿原入射光线方向反射 B、不一定沿原入射光线方向反射
C、一定不沿原入射光线方向反射 D、无法判断向何方向反射
例6、以下各种光现象的说法中正确的是( )。
A、暗室里,为能在镜子里看到自己的面部,应该用手电筒的光照在镜子上
B、镜子上蒙上一层小水珠后,就无法看清物体在镜中成的像,因为镜面反射变成了漫反射
C、水里的“倒影”是由光的直线传播形成的
D、汽车在夜间行驶时,应该把车内的灯打开
1.光在两种物质分界面上改变又返回原来物质中的现象,叫做 。
2.光的反射中的有关物理名称。
如图 3-2-1所示,入射光线是 ;反射光线是 ;
入射光线在镜子上的投射点O称为;过入射点O与镜面垂直的直线ON叫做;叫做入射角,叫做反射角。
探究时应注意以下几点:
①要保持折叠板与镜面垂直;
②激光笔发出的光一定要照射在镜面与中缝的交点上;
③研究反射角与入射角的关系时,要多次改变入射角的大小,多测几组对应数据。
从实验归纳出的结论是:
_____________________________________________________________
作光路图要求:
1、 作图必须用刻度尺、三角板、量角器、铅笔等。
2、 光线用实线,且要画箭头表示光的传播方向。
3、 法线画虚线。
4、 反射面的反面应画斜线。
5、 标出反射角r和入射角i。
三、镜面反射和漫反射
阅读课本P53,明确什么是镜面反射和漫反射。
一束平行光投射到物体的平滑表面,其反射光束仍然是平行的,这种反射叫做;平行光经反射后,反射光不再平行,而是射向各个方向,这种反射叫做;它们都遵守光的_____。
【讨论】为什么用久了的黑板会因“反光”而看不清上面的字?
怎样才能使黑板不“反光”?
【做一做、想一想】晚上,在桌子上铺一张白纸,把一块小平面镜平放在纸上,让手电筒的光正对着平面镜照射,如图3-2-3所示。
从侧面看去,白纸被照亮,而平面镜却比较暗。
做做看,并解释为什么。
四、光反射的应用
阅读课本P54,说说光反射的应用有哪些是有利的?
哪些是有害的?
展示提升
1.一条入射光线与镜面的夹角是20°,则入射角是,反射角是。
如果使入射光线逐渐靠拢法线,反射光线将。
2.下列哪种材料适合做放电影的银幕()
A.光滑的白布B.粗糙的白布
C.平面镜D.玻璃板
3.如图所示,一束光照在竖直放置的平面镜上,与镜面的夹角是30°。
请在图中画出法线和反射光线。
4、在“探究光的反射规律”的实验中,如图所示,平面镜M放在平板上,E、F是两块粘接起来的硬纸板,可绕垂直镜面的接缝ON转动。
(1)如图甲,当E、F在同一平面上时。
让入射光线AO沿纸板E射向镜面,在F上可看到反射光线OB,测出入射角和反射角的大小;改变入射光线的方向,再观测几组入射角和反射角,这样做的目的是为了比较。
若将AO向ON靠近,则OB(选填“靠近”或“远离”)ON。
(2)如图乙,以法线ON为轴线,把纸板F向后缓慢旋转,这样做的目的是为了
(3)本实验得出的结论是
学习目标:
1、通过实验认识光的反射定律,能从众多的光现象中辨识出光的反射现象。
2、在实验探究中理解平面镜成像的特点。
3、能用自己的语言对实验现象作出总结。
预习导学:
1、 什么是光的反射?
2、 你能指出图中的入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角吗?
3、 光的反射有什么规律?
4、 什么是镜面反射?
什么是漫反射?
它们的区别和联系。
5、
平面镜成像的特点是什么?
问题探究:
1、 用字母表示出入射光线、反射光线、法线、入射角、反射角
2、光的反射定律是什么?
光反射时,反射光线,入射光线和法线三者在
反射光线和入射光线分别位于法线 ;
反射角 入射角
在光的反射中,光路是 的3、镜面反射和漫反射有什么区别和联系?
4、平面镜所成的像是 ,像的大小与物体的大小 ,像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离 ,像与物体相对平面镜 。
检测反馈:
1、根据平面镜成像特点画出镜中的像(或镜前的物体)。
2、利用光的反射定律作出点光源S的成像光路图。
3、一束光通过A点射到镜面反射后过B点画出入射光线反射光线。
4、S是一发光点,L是由S发出的其中一条光线,S'是S在平面镜中的像,确定平面镜的位置并完成光路图。
学后记:
这节课你学到了什么?
领悟到了什么?
一、学习目标
1.通过体验活动,知道影响凸透镜成像性质的因素;得出凸透镜成像基本规律的雏形。
2.经历科学探究,提高发现问题、提出假设、实验操作、得出结论及交流合作的能力。
二、学习过程
(一)引入新课
如图1小华通过穿衣镜可以观察到自己在镜中成一个正立、等大的像。
这个像 (能/不能)被光屏接收,所以是虚像。
如图2小明用凸透镜观察课本上的字,看到的是字的 立、 (放大/缩小/等大)的像。
凸透镜是不是只能成放大的像?
【做一做】拿起凸透镜,观察老师,看到的像是 立、 (放大/缩小/等大)的。
小结:
凸透镜既能成正立放大的像,也能成倒立缩小的像,它的成像性质明显比平面镜复杂和丰富。
让我们一起来研究凸透镜的成像有什么样的规律。
(二)新课教学
1.凸透镜的成像性质可能与哪些因素有关?
【体验1】将焦距不同的两个凸透镜并排放在一起,使它们离开箭头相同的距离,通过凸透镜分别观察大小相同的两个箭头,你有什么发现?
学生归纳:
凸透镜成像性质与它 大小有关。
【体验2】用一个凸透镜由近及远来观察上图中任一箭头,你又有什么发现?
学生归纳:
像由正立变倒立,像的大小发生变化,凸透镜的成像性质还与 有关。
小结:
凸透镜成像的性质与①焦距、②物距两个因素有关。
今天我们将研究同一个凸透镜在不同物距时的成像性质如何,从而得出成像的规律。
2.探究凸透镜成像的规律
【讨论方案】如何研究不同物距对凸透镜成像性质的影响?
uu
vvu
图3
①用 (同一块/不同焦距)的凸透镜。
②使同一发光体从距凸透镜较远处逐渐向透镜靠拢的过程中,观察像的变化,并作相应记录,从而进行比较。
【探究准备】
(1)需要哪些器材:
光具座、凸透镜、蜡烛、光屏。
(2)怎样安装器材:
凸透镜固定在光具座中间,蜡烛、光屏分居两侧,并使三者中心在同一高度,从而可以将烛焰的像成在光屏中央。
(3)怎样获得清晰的像:
点燃蜡烛,改变物体位置后,再移动光屏,使光屏上得到清晰的像。
物体到透镜光心的距离简称为物距(用字母u表示),那么此时光屏距透镜光心的距离(即像到透镜光心的距离)可简称为 (用字母v表示)(图3)。
(4)本次实验中所用凸透镜f=10cm,则2f= cm。
试一试、比一比,哪一组最先能获得清晰的像?
分组探究1:
【甲组】探究当物体距离凸透镜较远时凸透镜的成像规律,请大家将实验所发现的结果记录在表1中:
(表1 )
物距u/cm
像距v/cm
像的特点
倒立/正立
放大/缩小
①
40
②
32
③
25
【乙组】探究当物体距离凸透镜较近时凸透镜的成像规律,请大家将实验所发现的结果记录在表2中:
(表2 )
物距u/cm
像距v/cm
像的特点
倒立/正立
放大/缩小
④
17
⑤
15
⑥
13
交流结果:
【问题1】分析表1和表2的结果,物体成的像由缩小至变大,是否存在某一个位置成的像既不缩小又不变大?
猜猜看会在哪?
如何比较像与物大小是相同的?
【演示1】u=2f,物体通过凸透镜成一个 、 立的像。
分组探究2:
当物体距离凸透镜很近时,如选择u=6cm、4cm,烛焰成的像又是怎样的呢?
学生交流:
①不管怎样移动光屏,光屏上都无法成像。
根据平面镜成像的特点可知,虚像不能被光屏接收,可知此时物体成的像是 (虚/实)像。
而分组探究1中的六次实验及演示实验,像均可被光屏接收,都是 (虚/实)像。
②如何看到虚像?
③你看到的是 立、 的虚像。
【问题2】物体成实像与虚像的分界点在哪?
【演示2】u=f,物体位于焦点, (能/不能)成像。
信息快递:
虚像,是光线的反向延长线相交而成,故不可用光屏接收;
实像,由真实光线会聚而成,可用光屏接收。
3.探究结论:
u=2f,是物体成 像或 像的分界点;
u=f,是物体成 像或 像的分界点。
(三)总结新课
1、将黑板上的板画归纳到下表中:
物距(u)
像距(v)
像的性质
(倒立/正立;放大/缩小;虚像/实像)
u>2f
u=2f
f
u=f
u 2、讨论: 以下关于凸透镜成像的说法是否正确? 若是错误的,还要给出正确的说法。 ①凡是实像,都是倒立的( ) ②凡是虚像,都是正立的( ) ③凸透镜只能成放大的像或缩小的像( ) ④凸透镜成的虚像,既有放大的又有缩小的( ) ⑤焦点处是虚实像的分界点( ) ⑥2 f处是放大像与缩小像的分界点( ) 三、课后巩固 1.在研究凸透镜成像规律的实验前,可用一把刻度尺根据平行光聚焦法测出凸透镜焦距。 如图4是符合要求的一次测量示意图,反复移动光屏,直至屏上光斑 为止,则该凸透镜的焦距为 cm。 2.在探究凸透镜成像规律的时候,应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________,这样才能使烛焰的像成在_________中央。 实验中,我们所说像的倒立或正立,是相对于____________而言的。 3.将点燃的蜡烛沿凸透镜的主轴,从大于二倍焦距处逐渐向透镜移动时,在光屏上可先观察到_________、_________的实像;当蜡烛移到距凸透镜二倍焦距时可观察到_________、_________的实像;接着移动蜡烛可观察到_________、_________的实像;最后在光屏上观察不到像了,可在凸透镜的另一侧观察到_________、_________的虚像。 图5 4.凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是______;凸透镜成实像和虚像的分界点是______。 5.在研究凸透镜成像的实验中,若无论怎样移动光屏都不能接收到烛焰的像,说明蜡烛可能处于 。 6.同学们要探究“凸透镜成像规律”。 他们来到实验室,选用的器材如图5: (1)请你简要说出实验探究前应怎样合理摆放和调整器材; (2)器材调好后,蜡烛从离透镜较远的地方逐渐向透镜移动,调整光屏位置,在光屏上测出了不同位置时像的高度,并将数据填在表格中。 (凸透镜焦距f=l0cm) 物体到凸透镜距离u/cm 60 30 20 15 12 像的高度h/cm 0.4 l 2 4 10 文莉同学通过实验现象得出的结论是: 凸透镜成的像是倒立的。 林哲同学通过实验数据得出的结论是: 物体到凸透镜距离越近,像就越大。 请你对他们的实验过程及实验结论作出点评。 7.在物理实践活动中,某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律,他们用A、B两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作,并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中。 请你完成下表并帮助他们分析从表中获得的信息,把能得出的探究结论填在横线上。 凸透镜焦距(cm) 物到凸透镜距离(cm) 像到透镜距离(cm) 像的情况 正、倒 大、小 虚、实 凸透镜A 14 20 47 倒立 实像 30 26 缩小 40 22 缩小 60 18 缩小 凸透镜B 16 20 80 倒立 放大 实像 结论1: 在成实像的情况下,物体到凸透镜的距离相同时,凸透镜的焦距越长,像到凸透镜的距离越长。 结论2: 在成实像的情况下, 。 四、拓展训练: 1.给你暗盒、感光材料,你还需要 透镜,就能制作一个简易照相机。 相机的工作原理是当物体与透镜间的距离满足 ,在感光材料(光屏)上能成 、 、______像。 2.在探究凸透镜成像规律的实验中,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图6所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的像。 利用这一成像原理可以制成( ) A、照相机 B、幻灯机 C、放大镜 D、潜望镜 图7 3.观察圆形金鱼缸中的鱼(图7),看起来比真实的鱼要大,这是因为圆形的玻璃缸相当于一个 镜,看到的“鱼”是 、 、______像。 图6
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