投影仪简单光路图(透镜是基本光学元件，遵从折射原理——初中物理解析之四《透镜》)

Posted 2023-05-27

篇首语：少年乘勇气，百战过乌孙。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了投影仪简单光路图(透镜是基本光学元件，遵从折射原理——初中物理解析之四《透镜》)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

投影仪简单光路图(透镜是基本光学元件，遵从折射原理——初中物理解析之四《透镜》)

折射是光世界的基本现象，透镜就是用折射原理制作的控光元件。人的眼睛就是一个精巧的变焦距系统，由于其自动化程度很高，表现得很神奇。本章将从认识透镜开始，逐步研究其成像规律，还有人眼视物原理及矫问题。

透镜分为凸透镜与凹透镜两种。是由球面与平面，或者是两个球面围成的透明体。它是多种重要光学仪器的基础构件，通过其组合能够实现不同控光效果，本章通过观察与实验了解凸、凹两种透镜的折光特点。掌握凸透镜成像的基本规律与简单的应用，眼眼与眼镜是特别的光学系统，当引起特别关注！。

第一节透镜

一、教学目标

1. 认识透镜——主轴、光心、焦点、焦距。

2. 折光特点——凸透镜会聚光线、凹透镜发散光线。

3. 根据“三条特殊光线”，作光路图。

二、教学重点

1、两种透镜及其描述参量

3、透镜的折光特点及典型光线。

三、教学难点

三种特殊光线及作图

四、教学内容及过程

五、备注与思考

对于透镜，学生大多没有使用过，更不清楚还分为“凸、凹”两种透镜。课堂中要让同学通过“多看、多动手触摸、多尝试实验操作”增加直观感知基础上，再加以理论分析。讲多少遍都不如让学生亲自感受来得实在。如中央厚边缘薄，边缘厚中央薄，光通过透镜会改变光路等等，都要让学生多看、多做、多体验。

对于透镜折光特点，要先通过实验让同学有感知，然后再定义特殊光线，最后再规范作图。这样通过实验事实说话，学生更容易理解。三条特殊光线是重点也是难点，必须从现象观察，实验操作与作图应用全面掌握其精要。

第二节生活中的透镜

一、教学目标

1.了解放大镜、照相机、投影仪的成像特点

2.制作模型照相机，了解照相机的构造及原理。

3.掌握凸透镜成像特征。

二、教学重点

放大镜、照相机、投影仪成像特点

三、教学难点

了解照相机原理，制作照相机模型。

四、教学内容与过程

五、备注与思考

对这些基础的光学器件，但现在学生见得并不多，课堂上要补上这一段，让学生亲自看一看，摸一摸，用一用，感受一下这些光学器件的样子，并进一步了解其原理——主件就是凸透镜，物距在不同区间成像表现不同而已。

照相机一般是成缩小实像，投影仪一般都是成放大实像，而放大镜是成放大的虚像，它们的本质都是凸透镜，只是工作时物距所在区间不同而已。经此对比就可以进一步理解透镜成像的特征，理解就更深刻了。

照相机与投影仪的都是一个凸透镜，因此工作原理都是凸透镜成像规律。细看它们的区别，只是成像时物距范围不同，照相机成像是物在2倍焦距之外，成缩小实像；投影仪成像是物在2倍焦距之内，成放大实像。

第三节凸透镜成像的规律

一、教学目标

1.通过实验探究，得到凸透镜成像的规律；

2.用凸透镜成像的规律解释一些生活现象；

3.通过画光路图，理解凸透镜成像的原理；

4.了解透镜成像的应用，加深对“透镜规律”的理解。

二、教学重点

1、实验探究凸透镜成像规律的过程及结论

2、凸透镜成像规律的应用

三、教学难点

凸透镜成像规律的特点及应用

四、教学过程与内容

五、备注与反思

凸透镜成像规律可以分为两个部分，一是实验探究凸透镜成像规律，通过实验测量数据，再对数据进行分析，得出一个半定量的结论——对应物距的不同区间，物体在透镜中成像位置与性质，进而得到成像规律的结论。

二是利用“三条特殊光线”作光路图，通过作图，精准求得像的位置与性质，然后对比得出凸透镜成像的位置与性质，满足的规律与特点。反过来利用这些规律，又可以方便的由物体所在位置，透镜情况推断成像位置与性质。与实验结果两相印证，殊途同归，加深理解。

透镜的应用，主要是回头解释前节涉及的“照相机、放大镜、投影仪”，并分别用作图与实验两种方法，确实其成像情况，包括“大小，倒正与虚实”。尽管是半定量分析，但要求还是比较高的，不要操之过急，要慢慢来。

第四节眼睛和眼镜

一、教学目标

1.了解眼睛的构造，视物原理；

2.了解近视眼和远视眼的成因，知道矫正方法。

二、教学重点

1、眼睛原理：可调焦的照相机；晶状体和角膜相当于凸透镜，视网膜相当于光屏

2、近视眼成因和校正：晶状体厚、远点成像靠前、加凹透镜矫正

3、远视眼成因的校正：品状体薄、近点成像靠后、加凸透镜矫正

三、教学难点

近、远视眼的产生原因及矫正方法

四、教学内容与过程

五、备注与反思

眼睛与眼镜本身比较复杂，尽管每人都有眼睛，但人们对自己的眼睛了解得很少。而人眼的结构与原理是相当复杂的，初中生全面理解掌握是困难的。而课本内容的叙述又比较简单，课堂上老师要帮助提炼要点，简化模型，让学生尽快抓住重点。

对近视眼与远视眼的矫正，可从两个方面理解：一是从事实直观判断，让近视同学把眼镜取下来，实际研究下属于什么情况，再对比一下老花眼镜（远视眼）的情况，从对比中得出近视、远视眼矫正的配镜特点。

二是从理论上分析。近视眼的人远处看不清，原因是远眺时晶状体偏厚，聚焦力过强，矫正需配戴凹透镜；而远视眼的人就是近观物体不清，当人眼近观物体时，人眼的晶状体偏薄，聚焦力不足。矫正办法就是眼前加凹透镜，先发散一下再过眼球。

第五节显微镜和望远镜

一、教学目标

1.认识光学显微镜和开普勒望远镜的主要结构。

2.能说出显微镜、望远镜的物镜和目镜成像情况。

二、教学重点

显微镜与望远镜的目镜与物镜的工作情况

三、教学难点

显微镜和望远镜的基本结构和简单原理

四、教学过程与内容

五、备注与思考

显微镜与望远镜都是常用的光学器件，它位都是由两个凸透镜组合而成，并实现地光路的控制。都是通过物镜成实像于目镜的焦点内侧，再通过目镜成放大虚像进入人眼。区别是：一个是“显微”，一个是“望远”，表现虽然不同但原理基本一致。

本节的教学对这两个光学器件的结构、原理与应用的要求不能太高。初中生知识水平与理解能力，还不足以深入讨论这个问题。课堂上注意从现象观察切入，重点仍然落在单一透镜成像规律及应用上面，对组合透镜不可能太深入。

【中考题选析】

【答案】C

【解析】“光斑最小最亮”说明这是焦点，所心这个焦距为20cm，当物体放在透镜前40cm时，恰处于二倍焦距的处，成像必为倒立等大的实像，应选C。

【考点定位】凸透镜成像

【答案】B

【解析】如题中所述，小华视物成像在视网膜之前，说明晶状体汇聚太过，矫正就需要加配凹透镜，使光线先发散一些，再经晶状体成像才可以落在视网膜上。激光烧蚀眼角膜，只有使其变成凹透才能达成目标，故应选B。

【考点定位】近视眼

【答案】B

【解析】像与物体大小接近，说明此时成像物距与像距都接近2倍焦距。拍摄的像才与物相当，正确的选择项是B。

【考点定位】凸透镜成像的规律

【答案】A

【解析】从题给过程可以看出，像距大于物距，蜡烛成放大的实像，说明此时物距介于1倍焦距与2倍焦距之间，将蜡烛沿主光轴向同一方向移动距离2f，必是向远离透镜方向移动，因为向接近透镜已经没有2f的问距了。物距变大相距变小，像必变小。

【定位考点】凸透镜成像特点

【答案】投影仪，右

【解析】由图示可知，此时物距小于像距，所以所成的像是倒立放大的实像，这一应用相当于投影仪；当给凸透镜戴上近视眼镜时，相当于光线先经凹透镜发发散后再经凸透镜成像，像距必然要变大，光屏应向右边移动。

【考点定位】凸透镜成像

【答案】（1）像成在光屏的中央；（2）左；缩小；照相机；（3）远离。

【解析】

凸透镜成像实验中，为了使像成在光屏的中央，要调节凸透镜和光屏的高度使蜡烛的火焰中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一水平高度的同一直线上；

图中凸透镜在50cm处，点燃蜡烛后，将蜡烛移至14cm处时，物距此时为36cm，大于2倍的焦距。此时像距应该在1倍焦距和2倍焦距之间，即应在60cm和70cm刻线之间：所以光屏向左移动才能在光屏上成清晰的像；

完成实验后，模拟远视眼的问题，给透镜配上眼镜，再调节光屏的位置，使烛焰在光屏上的像再次清晰；然后取下眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，此时光的会聚能力减弱，若要光屏上还能得到清晰的像，光屏必须远离透镜。

从中考试题可以看出，对于折射与透镜一章的考题主要考查凸透镜的特点与成像规律，包括实验探究的方法与过程，再有就是眼睛与眼镜，近远视眼的原因与矫正，也是考查重点，明显看出是“突出基础性”和“基本规律的深刻理解与灵活应用”。

对于课本上反复出现的凸透镜应用实例，诸如：放大镜，照相机，投影仪，显微镜，望远镜等，考题出现很小。这值得我们关注的一个动向。一是这些仪器对学生并不公平，有些学生见得比较少；对这类记忆性的问题，不会初考题重视。

物理学习要关注什么？首先是弄清基本概念，搞不楚概念谈不上学物理，就失去了与别人交流物理学习的基础，更谈不上应用物理改造自然。其次是最基本物理规律及其建立这些规律的方法与思路，才是物理学习中要重点掌握的。

至于对物理规律应用类考查，也应以应用规律解决问题为主，对于一些具全的记忆类的成品结构，不是考查重点。考题中更多题关注“眼睛与眼镜”。因眼睛对每一个人都是均等的，又是复杂而精巧的光学仪器，是透镜原理的综合应用，因此受到考题的关注。

考题中出现的“微距摄影”这类考题当引起关注。这些现象大多学生不熟悉，甚完全没有听说过，解决这类问题需要考生有较强的信息收集与提取能力，通过题中叙述，掌握“微距摄影”的意思，再根据课中所学解决问题。

物理学习除了要求掌握必要的基础知识、基本规律外，还要求培养分析问题，解决问题的能力。从某种意义上说，培养起继续学习研究的能力，比掌握一点具体的知识更重要！这也许就是培育核心素养，比记背结论更重要的意思！这也不是物理专利，每一科目的学习都应如此！