1.通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法。
2.知道当凸透镜成实像时,像距、像的大小随物距变化的定性关系。
1.理解凸透镜的成像条件。
1.取火的方法和对火的认识 我国古代取火的工具称为“燧”,有金燧、木燧之分。金燧取火于日,木燧取火于木。根据我国古籍的记载,古代常用“夫燧”、“阳燧”(实际上是一种凹面镜,因用金属制成成,所以统称为“金燧”)来取火。古代人们在行军或打猎时,总是随身带有取火器,《礼记》中就有“左佩金燧”、“右佩木燧”的记载,表明晴天时用金燧取火,阴天时用木燧取火。阳燧取火是人类利用光学仪器会聚太阳能的一个先驱。讲到取火,古代还用自制的古透镜来取火的。公元前2世纪,就有人用冰作透镜,会聚太阳光取火。《问经堂丛书》、《淮南万毕术》中就有这样的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。"我们常说,水火不兼容,但制成冰透镜来取火,真是一个奇妙的创造。用冰制成透镜是无法长期保存的,于是便出现用玻璃或玻璃来制造透镜。 2.对面镜的认识 墨家对凹面镜作了深入的观察和研究,并在《墨经》中作了明确、详细的记载。“鉴低,景一小而易,一大而正,说在中之外、内。”“低”表示深、凹之意;放在“中之内”,得到的像是比物体大而正立的。北宋沉括对凹面镜的焦距作了测定。他用手指置于凹面镜前,观察成像情况,发现随着手指与镜面距离的远近变化,像也发生相应的变化。在《梦溪笔谈》中作了记载:“阳燧面洼,以一指迫而照之则正,渐远则无所见,过此遂倒。”说明手指靠近凹面镜时,像的正立的,渐渐远移至某一处(在焦点附近),则“无所见”,表示没有像(像成在无穷远处);移过这段距离,像就倒立了。这一实验,既表述了凹面镜成像原理,同时也是测定凹面镜焦距的一种粗略方法。 墨家对凸透镜也进行了研究。《墨经》中写道:“鉴团,景一。说在刑之大。”“鉴团”即燕面镜,也称团镜。“景一”表明凸面镜成像只有一种。“刑”同形字,指物体,它总比像大。 我们的祖先,利用平面镜能反射光线的特性,将多个平面镜组合起来,取得了有趣的结果。如《庄子·天下篇》的有关注解《庄子补正》中对此作了记载:“鉴以鉴影,而鉴以有影,两鉴相鉴,则重影无穷。”这样的装置,收到了“照花前后镜,花花交相映”的效果。《间经堂丛书》、《淮南万毕术》中记有“取大镜高悬,置水盆于其下,则见四邻矣。”表明很早就有人制作了最早的开管式“潜望镜”,能够隔墙观望户外的景物。
第二节 探究凸透镜成像规律
教学目标
15、如图所示,小丽把一块平面镜放在凸透镜的焦点上,镜面垂直透镜的主光轴,那么,在另一侧平行于主光轴的一束光线通过透镜射到平面镜上,反射后光线怎样传播,请你分析并画出。
补充资料 我国古代的光学知识
14、如图所示,一个玻璃块内有一个类似透镜的空气泡,这个玻璃块相当于________镜,当平行光经过它之后,光线将会________。
13、为了让灯泡的光平行射向远方,既可以采用凹面镜(如手电筒),也可以利用凸透镜,右表将两种方式进行比较,请填表。
12、凸透镜和凹透镜都可以近似看成玻璃三棱镜和玻璃块的组合,如图3-12所示,完成光路。请你结合光路图说明平行光通过凸透镜后会聚和通过凹透镜后发散的原理:光线通过透镜两侧表面发生两次________造成的。通过分析我们还可以看出这样的规律:不管什么透镜,光通过它折射后,总是向透镜较________(填“厚”或“薄”)的那边偏折,厚度越大,偏折越________,透镜的焦距越________。
11、在图中的方框内分别填入不同的光学元件。
10、在图中画出光线经过透镜折射后的折射光线。
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