透镜成像作图法·教案.doc

透镜成像作图法·教案

一、教学目的

1．在物理知识方面的要求．
(1)掌握透镜对光路的控制作用：凸透镜的会聚作用，凹透镜的发散作用．
(2)掌握透镜成像作图法．
2．在方法论上，通过复习渗透认识论的基本思想：“从一般到特殊，再从特殊到一般”．在本节的复习中，先通过复习凸透镜将入射平行光会聚，凹透镜将入射平行光发散的一般规律，从中找到三条特殊光线，总结出透镜成像作图法，然后运用作图法解决透镜成像光路中的各种问题．

二、重点、难点分析

1．重点：(1)凸透镜的会聚作用，凹透镜的发散作用；(2)透镜成像作图法．
2．难点：(1)用光束的概念理解透镜对光路的控制作用；(2)实焦点和虚焦点；(3)实像点和虚像点，“像”的概念．

三、主要教学过程

(一)引入新课
复习以下概念：球面透镜，主光轴，光心，焦点，焦距，(副光轴)，(焦平面)．
分别从凸透镜和凹透镜进行复习，特别强调实焦点和虚焦点的形成与位置特征(实焦点与入射光束分居凸透镜两侧，虚焦点与入射光束居凹透镜同侧)．
(二)教学过程设计
1．透镜对光路的控制作用：凸透镜——会聚；凹透镜——发散．
2．说明：(1)解释两种透镜对光束控制作用不同的原因(图1)．

(2)指出形成上述光路的条件：透镜由光密介质做成，周围是光疏介质．设问：如果周围介质是光密介质，透镜是光疏介质，结果如何？
答：凸透镜为发散透镜，凹透镜为会聚透镜．
3．透镜成像作图法．
通过对平行主轴的入射光束经透镜折射后形成会聚(发散)光束，找出三条特殊光线．
(1)用三条特殊光线的作图法．
①平行主轴入射的光线，经透镜折射后通过焦点(凸透镜：实；凹透镜：虚)．

②通过光心的光线(即沿副光轴入射的光线)经透镜折射后不改变方向(强调薄透镜条件)．

③根据光路可逆原理，通过焦点入射的光线，经透镜折射后，平行主光轴射出．

例1完成下列光路图．
(1)点光源S在凸透镜两倍焦距之外；
(2)点光源S在凸透镜两倍焦距之上；
(3)点光源S在凸透镜一倍焦距之外、两倍焦距之内；
(4)点光源S在凸透镜一倍焦距之上；
(5)点光源S在凸透镜一倍焦距之内；
(6)点光源S在凹透镜一倍焦距之外；
(7)点光源S在凹透镜一倍焦距之内．
要求：(1)作图规范：用作图工具做，光路准确，按光的传播方向标箭头．
(2)为透镜成像规律的复习做准备．
(3)学生到黑板上画图，及时解决问题．
例2完成下列光路图．

说明：本例的图(1)、(3)、(5)都不是特殊光线，需将例1中的作图方法迁移：在已知光线上找一点作为发光点S(或像点S′)，按三条特殊光线作图，得到像点S′(或发光点S)，那么，折射光线(或入射光线)一定通过该点(见图6)．

*(2)一般光线作图法．
根据薄透镜近轴光线折射规律，沿副光轴入射的平行光束，经透镜折射后，会聚在焦平面上(凸透镜：实，凹透镜：虚)，由此可找到一般光线作图法(图7)：

①做平行入射光线AB的副光轴；
②做垂直主轴的焦平面，得到和副光轴的交点C；
③连接入射点B和交点C，做出射光线．

那么，图5(1)、(3)、(5)三图的作法便可简化(图8)．