第5課時(shí)透鏡及其應(yīng)用第一單元一、透鏡1.透鏡、主光軸和光心(1)中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。(2)通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫透鏡的主光軸,簡(jiǎn)稱(chēng)主軸。(3)主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn),通過(guò)它的光傳播方向

不變

,這個(gè)點(diǎn)叫透鏡的光心。2.透鏡對(duì)光的作用(1)凸透鏡對(duì)光有

會(huì)聚

作用。(2)凹透鏡對(duì)光有

發(fā)散

作用。3.焦點(diǎn)和焦距平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于主光軸上的一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)叫

焦點(diǎn)

,用F表示,該點(diǎn)是實(shí)際光會(huì)聚而成的,因此叫實(shí)焦點(diǎn);焦點(diǎn)到光心的距離叫

焦距

,用f表示。如圖所示。4.三條特殊光線透鏡中有三條特殊光線:過(guò)光心的光線

不改變

傳播方向;對(duì)凸透鏡,平行于主光軸的光線經(jīng)折射后過(guò)

焦點(diǎn)

,對(duì)凹透鏡,它的焦點(diǎn)是虛焦點(diǎn),折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)焦點(diǎn);對(duì)凸透鏡,過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)折射后與

主光軸

平行,對(duì)凹透鏡,入射光線的延長(zhǎng)線過(guò)虛焦點(diǎn),經(jīng)折射后與主光軸平行。三條光線如圖所示。二、凸透鏡成像的規(guī)律

物距(u)像距(v)像的性質(zhì)像物應(yīng)用u>2ff<v<2f倒立、縮小的實(shí)像異側(cè)照相機(jī)u=2fv=2f倒立、等大的實(shí)像異側(cè)—f<u<2fv>2f倒立、放大的實(shí)像異側(cè)投影儀u=f平行光

不成像u<f|v|>u正立、放大的虛像同側(cè)放大鏡三、眼睛及視力矯正

項(xiàng)目近視眼遠(yuǎn)視眼特點(diǎn)近視眼只能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體遠(yuǎn)視眼只能看清遠(yuǎn)處的物體,看不清近處的物體形成原因晶狀體太厚,折光能力太強(qiáng),或者眼球在前后方向上太長(zhǎng),來(lái)自遠(yuǎn)處某點(diǎn)的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜前,到達(dá)視網(wǎng)膜時(shí)已經(jīng)不是一點(diǎn)而是一個(gè)模糊的光斑

晶狀體太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,來(lái)自近處某點(diǎn)的光還沒(méi)有會(huì)聚成一點(diǎn)就到達(dá)視網(wǎng)膜,在視網(wǎng)膜上形成一個(gè)模糊的光斑

項(xiàng)目近視眼遠(yuǎn)視眼矯正戴

凹

透鏡

戴

凸

透鏡

四、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1.顯微鏡(1)原理:凸透鏡

成像,兩次

放大

。(2)物鏡:成

放大

的實(shí)像。(3)目鏡:成

正立、放大

的虛像。2.望遠(yuǎn)鏡(1)原理:二次成像。(2)物鏡:焦距大,成像在焦點(diǎn)

附近

,成

倒立、縮小

的

實(shí)

像。(3)目鏡:焦距小,成

正立、放大

的

虛

像。規(guī)律方法探究1.透鏡作圖的關(guān)鍵——抓住“三線”透鏡作圖是光學(xué)作圖的一個(gè)重要方面,主要考查對(duì)通過(guò)凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線的理解和運(yùn)用。把凸透鏡和凹透鏡這三條光線的傳播特點(diǎn)記熟練后,無(wú)論什么樣的作圖題都不會(huì)覺(jué)得困難。通過(guò)透鏡的三條特殊光線:第一條:穿過(guò)光心的入射光線經(jīng)過(guò)透鏡不改變方向;第二條:平行于主光軸入射的光線,經(jīng)過(guò)凸透鏡時(shí)過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn),經(jīng)過(guò)凹透鏡時(shí)其反向延長(zhǎng)線通過(guò)同側(cè)焦點(diǎn);第三條:穿過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的入射光線,經(jīng)透鏡后平行于主光軸,延長(zhǎng)線穿過(guò)凹透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)的入射光線,經(jīng)過(guò)透鏡后平行于主光軸。下面我們通過(guò)例題來(lái)進(jìn)一步探討透鏡作圖的方法?！纠?】

如圖所示,請(qǐng)?jiān)趫D中作出兩條入射光線經(jīng)凹透鏡折射后的折射光線。

解析:延長(zhǎng)線過(guò)另一側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸;過(guò)光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變。答案:如圖所示請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出經(jīng)過(guò)透鏡折射后的光線。

答案:如圖所示

解析:跟主光軸平行的光線,經(jīng)凸透鏡后光線經(jīng)過(guò)凸透鏡的焦點(diǎn),通過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線,經(jīng)凸透鏡折射后光線跟主光軸平行。2.正確理解透鏡的會(huì)聚作用和發(fā)散作用正確理解透鏡對(duì)光的作用,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)凸透鏡(凹透鏡)對(duì)光的會(huì)聚(發(fā)散)作用是指從透鏡射出的光相對(duì)入射光線加大了會(huì)聚程度或減小了發(fā)散程度(加大了發(fā)散程度或減小了會(huì)聚程度),即光經(jīng)過(guò)凸透鏡(凹透鏡)后并不一定會(huì)聚到一點(diǎn)(發(fā)散),只不過(guò)比原來(lái)的傳播方向更靠近(遠(yuǎn)離)主光軸。(2)會(huì)聚作用與會(huì)聚光線是不同的,發(fā)散作用與發(fā)散光線是不同的,要區(qū)別開(kāi),即會(huì)聚作用射出的不一定是會(huì)聚光線,發(fā)散作用射出的不一定是發(fā)散光線。如圖甲是會(huì)聚作用,圖乙是發(fā)散作用;圖乙的出射光線是會(huì)聚光線,圖甲的出射光線是發(fā)散光線。

【例2】

下圖中畫(huà)出了光線通過(guò)透鏡(圖中未畫(huà)出)的情形。其中凸透鏡是(

)A.a B.b、d C.c D.a、b、c、d解析:凸透鏡是中間厚、邊緣薄,光路經(jīng)透鏡兩次折射后都是向靠近主光軸方向(中心方向)偏折,所以它具有會(huì)聚作用。凹透鏡是中間薄、邊緣厚,光路經(jīng)透鏡兩次折射后都是向遠(yuǎn)離主光軸方向(中心方向)偏折,所以它有發(fā)散作用。從a、b、c、d四個(gè)圖可以看出對(duì)光有會(huì)聚作用的只有c。答案:C請(qǐng)?jiān)趫D中的方框內(nèi)畫(huà)出合適的透鏡。

答案:如圖所示

解析:從題圖可以看出,平行光線通過(guò)透鏡后會(huì)聚在一起,說(shuō)明該透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,所以是凸透鏡。3.凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用對(duì)于凸透鏡成像規(guī)律,應(yīng)明確以下幾個(gè)方面:(1)實(shí)像總是倒立的,虛像總是正立的;(2)成實(shí)像時(shí),像、物位于凸透鏡兩側(cè),成虛像時(shí),像、物位于凸透鏡一側(cè);(3)在焦點(diǎn)以外,物體離焦點(diǎn)越遠(yuǎn),則所成的實(shí)像越小,像距也越小,這個(gè)規(guī)律用于照相機(jī)和幻燈機(jī)的調(diào)節(jié);(4)在焦點(diǎn)以?xún)?nèi),物體離焦點(diǎn)越近,所成的虛像越大,可用于放大鏡的調(diào)節(jié)?！纠?】

右圖是用來(lái)探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(屏未畫(huà)出),當(dāng)蠟燭和透鏡放在圖示位置時(shí),通過(guò)移動(dòng)光屏,可以在光屏上得到與物體等大的像;若透鏡位置不變,將蠟燭移到刻度為40cm處,則(

)A.移動(dòng)光屏,可以在屏上得到倒立、放大的像B.移動(dòng)光屏,可以在屏上得到倒立、縮小的像C.移動(dòng)光屏,可以在屏上得到正立、放大的像D.不論光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蠟燭的像解析:由題圖可知,物距為u=50

cm-20

cm=30

cm時(shí),成倒立等大的實(shí)像,u=2f=30

cm,所以凸透鏡的焦距為f=15

cm。若透鏡位置不變,將蠟燭移到刻度為40

cm

處,此時(shí)物距為u=50

cm-40

cm=10

cm,u<f時(shí),成正立、放大的虛像。因?yàn)槭翘撓?所以不論光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蠟燭的像。答案:D如圖所示,a、b、c、d是距凸透鏡不同距離的四個(gè)點(diǎn),F為焦點(diǎn)。下列幾種光學(xué)儀器的成像原理與物體在不同點(diǎn)時(shí)的成像情況相對(duì)應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(

)A.照相機(jī)是根據(jù)物體放在d點(diǎn)時(shí)的成像特點(diǎn)制成的B.幻燈機(jī)是根據(jù)物體放在c點(diǎn)時(shí)的成像特點(diǎn)制成的C.使用放大鏡時(shí)的成像情況與物體放在a點(diǎn)時(shí)的成像情況相似D.人眼看物體時(shí)的成像情況與物體放在F點(diǎn)時(shí)的成像情況相似答案:B解析:物體放在a點(diǎn)時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像,照相機(jī)是根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)制成的;物體放在c點(diǎn)時(shí),成倒立、放大的實(shí)像,幻燈機(jī)和投影儀是根據(jù)這個(gè)原理制成的;物體放在d點(diǎn)時(shí),成正立、放大的虛像,使用放大鏡時(shí)的成像情況與此一樣,人眼的晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于凸透鏡,成倒立、縮小的實(shí)像,與物體放在a點(diǎn)時(shí)的成像情況相似,所以正確的選項(xiàng)是B。4.關(guān)于照相機(jī)、投影儀問(wèn)題照相機(jī)和投影儀是凸透鏡成像規(guī)律的重要應(yīng)用,近幾年中考中,關(guān)于照相機(jī)和投影儀,常常會(huì)出現(xiàn)這樣的問(wèn)題:根據(jù)像的大小來(lái)判斷照相機(jī)的鏡頭到物體及鏡頭到底片的距離變化情況,進(jìn)行投影儀的調(diào)節(jié)等問(wèn)題,下面通過(guò)例題探究解決此類(lèi)問(wèn)題的方法?！纠?】

小華用相機(jī)拍攝的桂林市杉湖上的雙塔照片如圖所示。下面說(shuō)法正確的是(

)A.雙塔在湖中的倒影是實(shí)像B.要使塔的像更大些,小華或相機(jī)鏡頭應(yīng)向塔靠近些C.要使塔的像更大些,小華或相機(jī)鏡頭應(yīng)離塔更遠(yuǎn)些D.要使塔的像更小些,小華或相機(jī)鏡頭應(yīng)離塔更近些解析:水面相當(dāng)于平面鏡,水中的倒影是平面鏡所成的虛像;照相機(jī)的成像原理是當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像,要使塔的像更大些,需要減小物距,增大像距,故選項(xiàng)B正確。答案:B城市很多路口安裝的一種監(jiān)控?cái)z像頭如圖所示,它可以拍攝違法行駛或發(fā)生交通事故時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)照片。攝像頭的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,它的工作原理與

相似。

答案:照相機(jī)解析:攝像頭拍攝的像是一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像,這與照相機(jī)的原理是相同的。5.近視眼、遠(yuǎn)視眼及其矯正問(wèn)題透析此類(lèi)問(wèn)題主要考查:(1)近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因;(2)近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯正;(3)實(shí)驗(yàn)探究近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正?！纠?】

在如圖所示的四幅圖中,正確表示遠(yuǎn)視眼成像情況的是

圖,其矯正做法是

圖。

解析:遠(yuǎn)視眼是因?yàn)榻幬矬w反射來(lái)的光線通過(guò)晶狀體折射后形成的物像落在視網(wǎng)膜的后方。遠(yuǎn)視眼矯正方法是戴凸透鏡。由題意可知,正確表示遠(yuǎn)視眼成像情況的是B圖,其矯正做法正確的是D圖。答案:B

D近來(lái),