第三章透鏡及其應用

1、第三章 透鏡及其應用第一節(jié) 透鏡1. 透鏡的原理：光的折射。2. 兩種透鏡凸透鏡凹透鏡定義中間厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡。中間薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。實物形狀主光軸和光心透鏡上通過球心的直線CC叫做主光軸，簡稱主軸。每個透鏡主軸上都有一個點，凡是通過該點的光，其傳播方向不變，這個點叫光心。對光線作用及光路圖凸透鏡對光有會聚作用。凹透鏡對光有發(fā)散作用。光線透過透鏡折射，折射光線傳播方向比入射光線的傳播方向更靠近主光軸。光線通過透鏡折射后，折射光線傳播方向比原入射光線的傳播方向更遠離主光軸。特殊光線焦點和焦距凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點，用F表示。凹透鏡能使平行于主光軸

2、的光發(fā)散，這些發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點，這一點不是實際光線會聚而成的，叫做虛焦點，也用F表示。焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。凹透鏡焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。凸透鏡有兩個相互對稱的實焦點，同一透鏡兩側的焦距相等。凹透鏡有兩個相互對稱的虛焦點，同一透鏡兩側的焦距相等。焦距與會聚能力的關系凸透鏡焦距的大小表示其會聚能力的強弱，焦距越小，會聚能力越強。凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強弱，焦距越小，發(fā)散能力越強。同種光學材料制成的凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短。表面越凸，焦距越短，會聚能力越強。同種光學材料制成的凹透鏡表面的凹陷程度決定了它的焦距的長短。表面越

3、凹，焦距越短，發(fā)散能力越強。每個凸透鏡的焦距是一定的。每個凹透鏡的焦距是一定的。3. 平行光：射到地面的太陽光可以看作是互相平行的，叫做平行光。用凸透鏡正對太陽，調(diào)整凸透鏡到紙的距離，使紙上形成最小、最亮的光斑，那么這個光斑在凸透鏡的焦點上。第二節(jié) 生活中的透鏡照相機投影儀放大鏡原理凸透鏡成像u2ffu2fuf像的性質(zhì)倒立、縮小的實像倒立、放大的實像正立、放大的虛像光路圖透鏡不動時的調(diào)整像偏?。何矬w靠近相機，暗箱拉長像偏大：物體遠離相機，暗箱縮短像偏小：物體靠近鏡頭，投影儀遠離屏幕像偏大：物體遠離鏡頭，投影儀靠近屏幕像偏小：物體稍微遠離透鏡，適當調(diào)整眼睛位置像偏大：物體稍微靠近透鏡，適當調(diào)整眼

4、睛位置物體不動時的調(diào)整像偏?。合鄼C靠近物體，暗箱拉長像偏大：相機遠離物體，暗箱縮短像偏小：鏡頭靠近物體（位置降低），投影儀遠離屏幕像偏大：鏡頭遠離物體（位置提高），投影儀靠近屏幕像偏?。和哥R稍遠離物體，適當調(diào)整眼睛位置像偏大：透鏡稍靠近物體，適當調(diào)整眼睛位置其他內(nèi)容鏡頭相當于一個凸透鏡。像越小，像中包含的內(nèi)容越多。鏡頭相當于一個凸透鏡。投影片要上下左右顛倒放置。平面鏡的作用：改變光的傳播方向，使得射向天花板的光能夠在屏幕上成像。l 實像和虛像（見下圖）：照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚在那里所成的，如果把感光膠片放在那里，真的能記錄下所成的像。這種像叫做實像。物體和實像分別位于

5、凸透鏡的兩側。 凸透鏡成實像情景：光屏能承接到所形成的像，物和實像在凸透鏡兩側。 凸透鏡成虛像情景：光屏不能承接所形成的像，物和虛像在凸透鏡同側。第三節(jié) 探究凸透鏡成像的規(guī)律【實驗器材】f12 cm（最好在1020 cm之間）的凸透鏡一個，蠟燭一支，用白色硬紙制成的光屏一個等?！驹O計實驗】 把蠟燭放在遠處，使物距u2f，調(diào)整光屏倒凸透鏡的距離，使燭焰在屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒。測量物距u和像距v（像到凸透鏡的距離）。 把蠟燭向凸透鏡移近，重復以上操作，直到屏上得不到蠟燭的像?！窘Y論】凸透鏡的成像規(guī)律如下表（第一條規(guī)律并非由本實驗得出）：物距（u）像的性質(zhì)像距（v）應用正倒大小虛實

6、無窮遠倒立一點實像vf（利用太陽光測透鏡焦距）u2f縮小fv2f照相機u2f等大v2f（成像大小的分界點）fu2f放大v2f投影儀、幻燈機、電影放映機uf不成像無窮遠（成像虛實的分界點）uf正立放大虛像uv（同側）放大鏡【對規(guī)律的進一步認識】l 成實像時，物近，像遠，像變大。實像都是倒立的，倒立的都是實像。l 成實像時，uv4f（u2f時uv4f）l 成虛像時，物近，像近，像變小。l uf是成像正倒、物像同異側的分界點。l u2f 是像放大和縮小的分界點。l 當像距大于物距時成放大的像，當像距小于物距時成倒立縮小的實像。【注意事項】l 燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心要位于同一高度，目的是使燭焰的

7、像成在光屏中央。l uf時凸透鏡要放在蠟燭和光屏之間。l 燭焰在光屏上的像在偏上方時，可以向上移動光屏或蠟燭，也可以向下移動凸透鏡來調(diào)整。l 若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： 蠟燭在焦點以內(nèi)； 燭焰在焦點上； 燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度； 蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。l 在凸透鏡旁放一近視鏡（凹透鏡），若使像清晰，需要將光屏遠離透鏡，或者將物體靠近透鏡；在凸透鏡旁放一遠視鏡（凸透鏡），若使像清晰，需要將光屏靠近透鏡，或者將物體遠離透鏡。第四節(jié) 眼睛和眼鏡1. 眼睛的結構和作用：l 眼球好像一架照相機。l 晶

8、狀體和角膜的共同作用相當于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像。l 視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，我們就看到了物體。l 眼睛通過睫狀體來改變晶狀體的形狀：當睫狀體放松時，晶狀體比較薄，遠處物體射來的光剛好會聚在視網(wǎng)膜上，眼球可以看清遠處的物體；當睫狀體收縮時，晶狀體變厚，對光的偏折能力變大，遠處物體射來的光會聚在視網(wǎng)膜上，眼睛就可以看清遠處的物體。2. 近視眼和遠視眼：產(chǎn)生原因矯正近視晶狀體太厚，折光能力太強或眼球在前后方向上太長像成在視網(wǎng)膜前方戴近視鏡（凹透鏡）遠視晶狀體太薄，折光能力太弱眼球在前后方向上太短像成在視網(wǎng)膜后方戴遠視鏡（凸透鏡） 近

9、視眼成像于視網(wǎng)膜前 矯正后 遠視眼成像于視網(wǎng)膜后 矯正后3. 眼睛的度數(shù)：l 透鏡焦距f的長短標志著折光本領的大小。焦距越短，折光本領越大。l 通常把透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度，用表示，1/f。l 眼鏡片的度數(shù)，就是鏡片的透鏡焦度乘100的值，即D100100/f（近視鏡取負號，遠視鏡取正號）l 凸透鏡（遠視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負數(shù)。第五節(jié) 顯微鏡和望遠鏡1. 顯微鏡：l 主要結構：目鏡（靠近眼睛的凸透鏡）、物鏡（靠近被觀察物體的凸透鏡）、載物片、反光鏡等。l 原理：物鏡相當于投影儀，來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個放大、倒立的實像；目鏡的作用則像一個放大鏡，把這個

10、像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。l 顯微鏡最終成倒立、放大的虛像。2. 望遠鏡：l 主要結構：目鏡（靠近眼睛的凸透鏡）、物鏡（靠近被觀察物體的凸透鏡）l 原理：物鏡相當于照相機，使遠處的物體在焦點附近成縮小、倒立的實像；目鏡的作用相當于一個放大鏡。物鏡所成的像離我們的眼睛很近，并且目鏡可以放大物象，所以視角就會變得很大。因為望遠鏡物鏡的直徑很大，所以可以會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。l 天文望遠鏡也常用凹面鏡作物鏡，如反射式望遠鏡。l 望遠鏡最終成倒立、縮小的虛像。l 哈勃空間望遠鏡：把天文望遠鏡安置在大氣層外，可以免受大氣層的干擾，得到更清晰的天體

11、照片。3. 視角（見右圖）：我們看物體時，它對我們眼睛所成的視角越大，我們看見的物體就越大；反之我們看見的物體就越小。物體對眼睛所成視角的大小不僅和物體本身的大小有關，還和物體到眼睛的距離有關。一、選擇題1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13二、填空題14照相機,投影儀,放大鏡,主要部件為凸透鏡，潛望鏡，舞蹈練功鏡，牙醫(yī)內(nèi)窺鏡，主要部件為平面鏡15平面鏡，凸透鏡成一個倒立、放大的實像. 16主光軸，焦點，焦距。17焦距，松馳，?。粡埦o，厚，大。 18縮小，實，凸透鏡，倒立。19折射，凸，凹，A、C、D、E， B。 20凸透鏡，目鏡，物鏡。三、作圖題21略 22略四、探究創(chuàng)新題23蠟燭與凸