文档内容
5.1 透镜 （导学案）
【学习目标】
1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点和焦距。
2. 通过观察，认识凸透镜对光起会聚作用和凹透镜对光起发散作用。
3. 能初步领略透镜对光的神奇作用，激发求知欲。
【学习重点】凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
【学习难点】
1. 凸透镜对光线起会聚作用和凹透镜对光线起发散作用。
2. 透镜的三条特殊光线。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1. 透镜分为 透镜和 透镜。边缘薄、中间 的透镜为凸透镜；边缘厚、中间 的透镜
为凹透镜。
2. 透镜上通过 叫主光轴，每个透镜主光轴上有一个特殊的点，通过该点的光线其传播
方向不变，叫作透镜的 。
3. 实验表明：凸透镜对光线有 作用（也叫会聚透镜），凹透镜对光线有 作用（也叫发
散透镜）。
4. 凸透镜能使平行于主光轴的光 在一点，这个点叫焦点，焦点到光心的距离叫 。凸透
镜有 个焦点，凹透镜有 个焦点，都关于 对称。
5. 透镜的三条特殊光线：
（1）通过 的光线传播方向不改变。
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 。
（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。
【合作探究】
探究一、凸透镜和凹透镜
1. 透镜
【摸一摸】①取一个放大镜，用手摸一摸中间和边缘部分，发现厚度不一样，中间 ，边缘
；②取近视眼镜的镜片，用手摸一摸中间和边缘部分，发现厚度不一样，中间 ，边缘 （以上
均选填“厚”或“薄”)。
透镜通常用玻璃制成，它们的两个表面至少有一个表面是 的一部分，透镜能让光透过去，光在进入和离开透镜时都发生折射，在物理学中叫做 。
2. 透镜的种类
【归纳】透镜的种类：透镜分为凸透镜和凹透镜。
（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜。如： 、 、 等；
（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜。如： 。
【辨别】识别下列透镜，并归类：
属于凸透镜的是： ； 属于凹透镜的是：________.
（3）薄透镜：如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
3．透镜的主光轴和光心
（1）主光轴：透镜上通过球面两个 的直线叫主光轴（光轴）。
（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向 ，这个点叫做透镜的光心。
凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心
【例题1】下列透镜不属于凸透镜的是（ ）
探究二、透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有会聚作用
【做一做】如下图所示，①将一凸透镜正对着太阳光（或其他平行光），再把一张纸放在它的另一
侧，来回移动，调整凸透镜与纸的距离，观察有什么变化？
②让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。
【实验现象】①凸透镜会使太阳光会聚，在纸上出现一个很小、很亮的光斑。光斑处的温度很高，长时间照射，纸会被烧焦。②与主光轴平行的光经凸透镜后会聚于一点。
【结论】凸透镜对光有 作用（也叫会聚透镜）。
凸透镜会聚太阳光 凸透镜会聚光 凹透镜发散光
2. 凹透镜对光有发散作用
【想一想】凸透镜、凹透镜对光的作用相同吗？它们有怎样的作用？
【做一做】①拿一个凹透镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧来回移动，仿照上图做实验。
②让平行于透镜主轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向。
【现象】①无论怎样调节凹透镜和纸的距离，纸上不能出现得到最小、最亮的光斑。②与主光轴
平行的光经凹透镜后向外发散（上图）。
【结论】凹透镜对光有 作用（也叫发散透镜）。
3. 理解凸透镜对光的会聚作用
【想想做做】入射到凸透镜的光如果不是平行光，还能会聚吗？让不平行于透镜主轴的几束光射
向凸透镜，观察光的传播方向。
【现象与分析】如果不是平行光，经凸透镜折射后的光线相对于入射光线靠拢了一些，最终的光
线可能交于一点、也可能不交于一点。凸透镜对光线的会聚作用是指把入射光线会聚了，相对于入射
光线，其折射光线更靠拢主光轴。
【结论】凸透镜对光有 作用，经凸透镜折射出的光线相对于入射光线，更 （填“靠
近”、“远离”）主光轴。
凸透镜使光会聚 凹透镜使光发散
4. 理解凹透镜对光的发散作用
【想想做做】入射到凹透镜的光如果不是平行光，还能发散吗？让不平行于透镜主轴的几束光射
向凹透镜，观察光的传播方向。
【现象与分析】如果不是平行光，经凹透镜折射后的光线相对于入射光线发散了一些，最终折射光线的反向延长线可能交于一点、也可能不交于一点（如图所示）。凹透镜对光线的发散作用是指把
入射光线发散了，相对于入射光线，其折射光线更远离主光轴。
【结论】凹透镜对光有 作用，经凹透镜折射出的光线相对于入射光线，更 （填“靠近”、
“远离”）主光轴。
【例题2】关于凸透镜和凹透镜，下列说法中正确的是（ ）
A．几束光经过凸透镜后一定会聚到一点
B．几束光经过凸透镜后，一定会平行射出
C．凹透镜对光有发散作用
D．几束光经过凹透镜，折射光线的反向延长线一定会相交
【例题3】在下列虚框中放入适当的凸透镜或凹透镜，光路图成立。其中放入凹透镜的是（ ）
A．甲和丁 B．乙和丁 C．丙和丁 D．乙和丙
探究三、透镜的焦点和焦距
1. 凸透镜的焦点和焦距
根据上面的实验，建立概念：
（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做 ，用F表示。
（2）焦距：焦点到 的距离叫做焦距，用f表示。
（3）凸透镜有 个焦点，并且关于 对称。
（4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距
越 ，对光的会聚作用越 （选填“强”或“弱”）。
凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距
（5）利用阳光测量凸透镜的焦距
我们知道太阳光线是向四周射出的发散光线，但由于太阳距离地球十分遥远，所以可认为太阳射
到地球的光线可以看成是平行光。【想一想】给你一块凸透镜、一张白纸、一把刻度尺能否测出凸透镜的焦距？
【学生实验】太阳光聚焦法：把凸透镜正对太阳光，上下移动透镜，能在纸上形成最 、最 的
光斑，这个光斑是凸透镜的焦点，用刻度尺测量焦点到凸透镜的距离是凸透镜的 。
2. 凹透镜的虚焦点和焦距
（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后 ，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，
叫凹透镜的 。它不是实际光线的会聚点，凹透镜有 个虚焦点，关于光心对称。
（2）焦距：焦点到凹透镜 的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示其 能力的强弱，焦
距越小，对光的发散能力越 （选填“强”或“弱”）。
【例题4】将凸透镜正对太阳光，其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑，如图所示，这时光斑到
凸透镜的距离为8cm。若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大，则该凸透镜的焦距（ ）
A．一定小于8cm B．一定等于8cm
C．一定大于8cm D．可能小于8cm，也可能大于8cm
探究四、透镜的三条特殊光线
1. 凸透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过光心，观察现象。
【推理】根据光路的可逆，经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后会沿什么方向？
【归纳】根据实验现象及光路的可逆，可得出结论：
（1）通过光心的光线传播方向 （选填“改变”、“不改变”）。
（2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 。
（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 。凸透镜的三条特殊光线
2. 凹透镜的三条特殊光线
【做一做】让一束光沿任意方向通过光心，观察现象。
【推理】根据光路的可逆，射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后会沿什么方向？
凹透镜的三条特殊光线
【归纳】根据实验现象及光路的可逆，可得出结论：
（1）通过光心的光线传播方向 （选填“改变”、“不改变”）。
（2）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过 。
（3）射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后 主光轴射出。
【例题5】完成下列光路图。
【精讲点拨】
1. 学习凸透镜和凹透镜的重点是要明确它们对光线的作用。要注意纠正认识上的误区：只要通过
透镜折射后的光线是会聚的，这个透镜就是凸透镜；折射后的光线是发散的，这个透镜就是凹透镜。
所谓凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散，都是相对入射光线而言的。凸透镜对光线的会聚作用是
指把入射光线会聚了，其折射光线比入射光线更靠拢主光轴。凹透镜对光线的发散作用是指把入射光
线发散了，其折射光线比入射光线更远离主光轴。
2. 在粗测凸透镜焦距的方法中，一定注意使凸透镜正对着太阳光，直到纸上的光斑变的最小、最
亮时，测量这个最小、最亮的光斑到透镜光心的距离，才是焦距。
【归纳整理】①凸透镜：中间厚边缘薄的透镜；
【课堂练习】
②凹透镜：中间薄边缘厚的透镜；
1．如图所示是光线透通镜过透镜（图中未画出）的情形，其中所用透镜是凸透镜的是（ ）
③主光轴：通过两个球面球心的直线叫透镜的主光轴；
A．① B．② C．③ D．①②③④
④光心：主轴上有个特殊点，通过这个点的光传播
透镜
方向不变，该点叫做光心。
透镜对光的作用：凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。
①凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，
焦点和
2．如图所示，画出了光线通这过个透点镜叫（做图焦中点未画F，出从）焦的点情到形光，心其的中距是离凹叫透做镜焦的距是f（。 ）
焦距
②凹透镜能使跟主轴平行的光发散，发散光线的反向延长的交
A．只有d B．只有b和d C．只有c D．只有a、b、d
点叫虚焦点F，从焦点到光心的距离叫做焦距f。
3. 如图3所示，小明手持凸透镜正对着太阳，下面放一张白纸，调节透镜到白纸的距离，会在白
纸上得到最小最亮的光斑，在该光斑处能将火柴点燃，则该光斑所处的位置就是透镜的______，该光
斑到透镜中心的距离叫______，经过________的光不改变方向。
4. 如图4所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观
察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置较_____（选填“亮”或“暗”），这是因
为气泡与周围水组成______ 透镜，太阳光射向空气泡和它下方的水后，出射光线会被_______（选填
“会聚”或“发散”）。图3 图4
5．在框内填上适当的透镜。
6. 光通过透镜会发生折射，请将图中的入射光线或折射光线补画完整。
7. 根据图中给出的入射光线，画出相应的折射光线。
8．利用太阳光测量凸透镜焦距时，小华将凸透镜正对太阳，再把一张纸放在它的下方，如图所示，
当在纸上呈现一个并非最小的光斑时，测得这个光斑到凸透镜的距离为L。小华推断，凸透镜的焦距一
定大于L。
（1）你认为小华的推断__________（选填“正确”或“不正确”）；
（2）为了检验小华的推断是否正确，你下一步的实验操作是___________。
【课后反思】
