1、透鏡及其應(yīng)用,一、透鏡的分類：,學(xué)什么,二、概念：,凸透鏡和凹透鏡,三、透鏡對光線的作用,凸透鏡對光線起會聚作用,凹透鏡對光線起發(fā)散作用,光 心(O),薄透鏡的光心就在透鏡的中心。,焦 點( F),-平行于主光軸的光線通過凸透鏡后會聚于主光軸上的一點，這點叫焦點。,焦 距( f ),-焦點到光心的距離叫焦距。,凸透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡 叫凸透鏡,凹透鏡 ：中間薄邊緣厚的透鏡 叫凹透鏡,透 鏡 的 分類,圖2.9 凸透鏡使光線會聚,圖2.10 凹透鏡使光線發(fā)散,焦點,焦點,焦點,O 光心,O 光心,1、 通過光心的光線傳播方向不改變。,2、平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通 過焦點。,3、經(jīng)過

2、凸透鏡焦點的光線被折射后平行于 主光軸射出。,四、三條特殊光線,F,F,F,F,完成下列光路圖。,F,F,F,F,o,F,完成下列光路圖,F,凸透鏡對光的會聚作用是表明光通過凸透鏡以后會變得收攏些。,正確理解“會聚”和“發(fā)散”,凹鏡對光的發(fā)散作用是表明光通過凹透鏡以后會更散開一些，但是散開不一定不能會聚。,試試看:1.一束光通過透鏡的光路如圖所示,哪幅圖是正確的?,2.根據(jù)入射光線和折射光線,在圖中的虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)類型的透鏡.,O,F,O,F,思考：根據(jù)入射光線畫出折射光線,解決方法：,畫一畫：根據(jù)入射光線或折射光線，把另一半光路畫完整。,O,F,F,O,F,F,O,F,O,F,填上合適的光

3、學(xué)儀器,2有兩只干凈的玻璃杯，一只盛滿純凈水，一只是空的，上面都蓋了蓋子，你怎樣用眼睛來判斷哪只杯中裝有水?,3小明家為了防盜，在家中的門上裝了一個“貓眼”，他在屋內(nèi)能看清屋外的人是一個正立縮小的像，屋外面的人卻看不清屋內(nèi)的小明，則“貓眼”應(yīng)該是： ( ) A、凸鏡 B、凹鏡 C、凹透鏡 D、凸透鏡,1.完成光路圖,4.凸透鏡對光起 作用,凹透鏡對光起 作用, 是 因為光通過透鏡表面時發(fā)生 的緣故.,會聚,發(fā)散,折射,5. 平行于主光軸的光線,通過凸透鏡后 將 一點, 這個點叫做凸透鏡 的 ,這點到凸透鏡的光心的距離叫做 .,會聚,焦距,焦點,1知識結(jié)構(gòu)【重點難點提示】,2知識要點,(1)中間

4、厚兩邊薄的透鏡是凸透鏡,(2)中間薄兩邊厚的透鏡是凹透鏡,(3)主光軸：通過透鏡兩個折射球面的球心(或者通過一個球面的球心并與另一球面相垂直)的直線，叫透鏡的主光軸(或主軸)如圖31所示,(4)光心：光線通過主光軸上某一特殊點而不改變方向，這個點叫透鏡的光心如圖31所示在透鏡中心處,(5)凸透鏡對光有會聚作用；凹透鏡對光有發(fā)散作用,(6)平行于主光軸的光線，通過透鏡折射后會聚于主光軸上的點叫焦點,(7)焦點到光心的距離叫焦距,(8)透鏡的應(yīng)用：照相機、投影儀、放大鏡,(9)實際光線會聚而形成的像是實像；光線的反向延長線會聚成的像是虛像實像能夠呈在光屏上，虛像不能成在光屏上,(10)眼球的基本結(jié)

5、構(gòu),(11)近視眼及其矯正；遠視眼及其矯正,(12)透鏡焦度()；透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度 即,(13)顯微鏡和望遠鏡的基本結(jié)構(gòu),3考點,(1)透鏡的基本性質(zhì),(2)凸透鏡的成像規(guī)律,(3)凸透成像規(guī)律的應(yīng)用：眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠鏡,【難題巧解點撥】,例1圖32中正確表示了光通過透鏡的是( ),A甲圖 B 乙圖 C丙圖 D丁圖,思路分析,根據(jù)凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用，對比觀察入射前和出射后光的變化情況光通過甲圖中的凸透鏡變得比原來會聚了，光通過乙圖中的凹透鏡變得比原來會聚了，光通過丙圖中的凸透鏡變得比原來發(fā)散了，光通過丁圖中的凹透鏡變得比原來會聚了透鏡對光的(明確會聚

6、和發(fā)散的區(qū)別)“會聚”作用和“發(fā)散”作用并非只是針對平行于主軸的平行光而言，“會聚作用”應(yīng)該理解為出射光比入射光會聚了一些；“發(fā)散作用”應(yīng)該理解為出射光比入射光發(fā)散了一些，圖3-3所示,答：A,例2下列說法正確的是( ),A凡是透鏡一定有兩個焦點,B凹透鏡沒有焦點,C任何方向的光線經(jīng)透鏡折射后傳播方向都會發(fā)生偏轉(zhuǎn),D以上說法都不正確,思路分析,一般的透鏡若有兩個球面，就意味著有兩個焦點；但少數(shù)透鏡只有一個球面，這就意味著這種透鏡只有一個焦點對于凸透鏡應(yīng)有兩個實焦點(或一個實焦點)，對于凹透鏡應(yīng)有兩個虛焦點(或一個虛焦點)而且入射光線如果指向凸透鏡或凹透鏡，且通過光心，則不會發(fā)生折射現(xiàn)象，而是沿

7、直線傳播 因此選D正確 (注意凸透鏡和凹透鏡的焦點的性質(zhì)),例3怎樣利用太陽光測未知凸透鏡的焦距呢?,答：由于太陽離地球很遠所以射到地球表面的太陽光小范圍內(nèi)可以近似看成是平行光，根據(jù)焦點的定義，平行光通過凸透鏡后會聚到焦點上具體做法是在透鏡下放一與鏡平行的光屏，讓透鏡對準太陽光，前后移動透鏡會在屏上看到一個光斑，測量光斑最小最亮?xí)r透鏡邊緣到屏面的距離，這個距離大約等于凸透鏡的焦距(此方法只能粗測焦距),例4根據(jù)圖34(a)中入射光和出射光的情況在方框內(nèi)填上一個適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件,思路分析 (注意這五種鏡子的區(qū)別),我們知道的光學(xué)元件一般有平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡、凹面鏡五種，其中平面鏡對光的

8、作用是能夠改變光的傳播方向；凸透鏡和凹面鏡對光有會聚作用；凹透鏡和凸面鏡對光有發(fā)散作用將各圖中的出射光與入射光進行比較：甲圖中，入射光是會聚光，出射光變?yōu)槠叫泄舛皇欠瓷涔?；乙圖中平行光入射，出射光是發(fā)散光，而不是反射光，注意到兩條入射光線出射時上下位置顛倒了，只有平行光通過凸透鏡且出射光過焦點后位置才會發(fā)生顛倒；丙圖中，出射光與入射光都是平行光，只是光的傳播方向發(fā)生了變化,答：如圖3-4(b,例5完成圖3-5中的光路圖,思路分析,圖中所給的四個透鏡，(a)、(b)是凸透鏡(c)、(d)為凹透鏡，并且(a)、(c)給出入射光線，要求畫出折射光線而(b)、(d)則給出折射光線，要求畫出入射光線根

9、據(jù)光心、焦點的定義方法就能畫出這些特殊光線,在畫圖中要注意光的傳播方向 (利用基本概念完成作圖),答：如圖36所示,例6利用兩面凸透鏡把二束平行光變成另二束平行光，同時使“上、下”的光線更換位置 (用畫圖的方法完成這個題目),思路分析,平行放置這兩個透鏡,和,同時使,的右側(cè)焦點與,的左側(cè)焦點重合 。,按透鏡的焦點性質(zhì)就可以畫出此圖,例7試說明凸透鏡能成實像的條件?,思路分析,根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，物體位于凸透鏡一側(cè)的1倍焦距到2倍焦距之間時在透鏡另一側(cè)成放大、倒立的實像；物體位于凸透鏡一側(cè)的2倍焦距以外時在透鏡另一側(cè)成縮小、倒立的實像本題只是說明成實像的條件，并不考慮成的是放大像或是縮小像，因

10、此只抓住“成實像” (注意大、小實像的條件),答：物體在凸透鏡一側(cè)1倍焦距以外,例8人用眼睛_看到凸透鏡中成的虛像；人用眼睛_看到凸透鏡中成的實像,思路分析 (在人眼視網(wǎng)膜所成的像是實像),人能看到像是因為有光線進入人眼凸透鏡成虛像時，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后進入人眼，這些光的反向延長線相交而成虛像，所以虛像人眼是能看到的；物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚成實像，實像所發(fā)出的光進入人眼就能使人看到它，因此人眼當(dāng)然能夠看到實像,答：能 能 (注意“虛像”和“實像”人眼都能看到),例9一個“上”字形的霓虹燈，通過凸透鏡成像在光屏上，圖38中四個像正確的是( ),思路分析,一般來說，凸透鏡所成

11、的實像總是倒立的，并且是上下顛倒，在實際問題中，由于凸透鏡是一個圓形的，光除了能被透鏡上、下偏折，同樣也能使光在左、右偏折，即光通過凸透鏡后總是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透鏡所成的像不僅上、下顛倒，左、右也要顛倒，所以只有D圖符合要求 (從一個平面分析成像情況),答：D,例10一支蠟燭立在凸透鏡前，調(diào)節(jié)光屏的位置，恰好在光屏上得到縮小的清晰的像若保持透鏡位置不動，把蠟燭和光屏對調(diào)一下位置，則( ),A在光屏上仍可呈現(xiàn)縮小的像,B隔著透鏡可看到蠟燭的像,C在光屏上呈現(xiàn)放大的像,D在光屏上呈現(xiàn)與蠟燭等大的像,思路分析 (根據(jù)光路可逆性進行分析),根據(jù)教材中的探究問題(實驗)，就應(yīng)該知道，當(dāng)物

12、體在光屏上成縮小的實像時，此時物距大于二倍焦距，則所成的像應(yīng)在一倍焦距和二倍焦距之間若透鏡位置不動，而把物體和光屏的位置對調(diào)，則原來的像距為現(xiàn)在的物距，原來的物距為現(xiàn)在的像距根據(jù)上述分析蠟燭應(yīng)在光屏上呈現(xiàn)放大的像，因此選C正確,答：C,例11物體放在距凸透鏡前30cm的位置上時，在另一側(cè)的光屏上能夠得到放大的倒立的像，透鏡的焦距可能是( ),A75cm B20cm C30cm D40cm,思路分析,物體通過透鏡成放大倒立實像的條件是物體在透鏡的焦點到2倍焦距之間，因此ff15cm，在答案中找出滿足條件的選項 (這點是分析本題的關(guān)鍵),答：B,例12物體距凸透鏡20cm時，可在光屏上得到一個縮小

13、的實像，若把物體向透鏡方向移8cm，又可在光屏上得到一個放大的實像，則透鏡的焦距是( ),A20cm B10cm C9cm D5cm,思路分析 可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距,根據(jù)題意，當(dāng)u=20cm時，物體通過凸透鏡在光屏上成倒立、縮小的實像即物距必須滿足u2f，也就是f10cm錯解A.當(dāng)焦距為10cm時，物體在20cm處成等大實像，不符合題意而當(dāng)焦距為5cm，根據(jù)題意，物體又向透鏡移動8cm，不可能成放大實像因此只有焦距為9cm時，才剛好同時滿足題意中的兩個條件因此選C正確,答：C (注意：物體移動時的分析方法,例13簡述照相機是怎樣進行工作的?,思路分析與答,照像機的標準鏡頭焦距

14、大約5075mm，而鏡頭伸縮的范圍很小，在1cm左右，就是說，像距很短因此，被攝物體一般都在距離鏡頭很遠的地方，最近也在1m左右這一距離也遠遠大于二倍焦距當(dāng)物體在很遠很遠的地方時(一般大于20m時)，我們就稱物距為無窮遠，照像機的,距離環(huán)上有“ ”的符號，就表示無窮遠這時，鏡頭距底片最近，等于鏡頭的焦距有些同學(xué)很喜歡攝影，也經(jīng)常進行攝影實踐活動通常把調(diào)距離叫調(diào)焦距，也稱調(diào)焦這里有個誤會，實際上，不是在調(diào)焦距，而是在調(diào)整像距因為照像機的鏡頭焦距是固定的不能調(diào)(除變焦鏡頭以外)當(dāng)用照像機給一個同學(xué)照像時，人距鏡頭越近，照出像片中人越大但是一定要調(diào)整鏡頭加大像距，即向前推出鏡頭(加大像距是使像能夠成

15、在底片上),“,”,例14簡述幻燈機、電影機是怎樣工作的?,思路分析與答,幻燈機和電影機的原理一樣，都是利用凸透鏡成放大實像的原理幻燈片、電影片與鏡頭的距離是物距，鏡頭到銀幕的距離是像距銀幕距離鏡頭越遠銀幕上的圖像越大，即像距越大，像越大與此同時，應(yīng)該使物距減小，即把鏡頭向幻燈片、電影片方向移動 (明確凸透鏡和平面鏡的綜合應(yīng)用)現(xiàn)在不少學(xué)校的教室里都配備有投影書寫儀，又叫投影器，它和我們課本上介紹的幻燈機原理相同，只不過是在光路上增加了一個平面鏡，改變了光路，使投影幻燈片平放在書寫臺面上而成一個直立的像,例15簡述怎樣合理應(yīng)用放大鏡,思路分析與答,使用放大鏡觀察物體時，物體應(yīng)放在凸透鏡的焦點以

16、內(nèi)，由于放大鏡利用了凸透鏡成虛像的原理，因此，人們看到的是正立的像實際上，使用放大鏡觀察物體時，物體離放大鏡越遠(但保證uf)看到的像越大，像也越遠 (物距變大，像距也變大),例16有一張照片，發(fā)現(xiàn)其景物模糊不清，而且整個畫面偏黑，其形成的原因是在拍照時，沒有調(diào)節(jié)好( ),A調(diào)焦環(huán) B快門 C光圈 D以上說法都正確,思路分析,根據(jù)上述照相機的工作情況知道，用照相機拍照時，景物若模糊不清，說明像距沒有調(diào)好因此應(yīng)該使用調(diào)焦環(huán)同時整個畫面偏黑，說明曝光過度，應(yīng)調(diào)整快門時間和光圈的大小因此本題應(yīng)選D正確,例17下面說法正確的是( ),A近視眼應(yīng)用凸透鏡矯正,B近視眼應(yīng)用凹透鏡矯正,C遠視眼產(chǎn)生的原因是

17、晶狀體太厚,D遠視眼產(chǎn)生的原因與近視眼產(chǎn)生的原因一樣，是玻璃體變混濁,思路分析,人眼中相當(dāng)于凸透鏡的主要結(jié)構(gòu)有晶狀體和角膜，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像通過其他組織就可以使人看見物體了近視眼產(chǎn)生的原因是晶狀體太厚，折光能力太強使光會聚在視網(wǎng)膜前所以在眼睛前要放一個凹透鏡進行矯正 因此B正確,答：B (會根據(jù)人眼結(jié)構(gòu)進行物理現(xiàn)象的分析),例18關(guān)于人眼所“見”，下列說法正確的是( ),A透過窗戶玻璃看到的像都是實像,B通過近視眼鏡看到的可能是虛像,C通過近視眼鏡看到的一定是虛像,D人眼通過透明介質(zhì)看到的像一定是實物的虛像,思路分析,根據(jù)光的折射規(guī)律，窗戶玻璃對光線有折射作用，能使

18、其形成的虛像平移近視眼鏡是用凹透鏡制成的，它是發(fā)散透鏡，通過圖39可以說明總是成正立、縮小的虛像而人的眼睛中的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，它能使折射光線落在視網(wǎng)膜上形成實像,1、下列現(xiàn)象中不是由于光的折射引起的是 （A）在河邊看水中的魚比它的實際位置淺些 （B）用放大鏡看物體得到放大的像 （C）照相機的底片上得到縮小的像 （D）小孔成像,D,2、圖中畫出了光通過透鏡前后的傳播方向，在圖中補畫上適當(dāng)類型的透鏡。,4、小明在家做了這樣一個實驗：把一枚硬幣放在一個沒有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向遠處移動，直到眼睛剛好看不到為止。保持頭部不動，緩緩地向碗中倒水，倒著、倒著，怪事出現(xiàn)了，小明又重新看到了碗底

19、的硬幣。 （1）小明認為這個實驗說明了：光從水中斜射入空氣中時光線向 （填：“靠近”或“遠離”）法線方向偏折。 （2）小明用作圖方法說明這個結(jié)論，下面四幅光路圖中，正確的是 。,遠離,B,5、烈日下，小明與幾個同學(xué)到海灘游玩、燒烤，待到點火時，卻發(fā)現(xiàn)忘記帶火柴了，他們幾個人的包中只有繩子、玻璃、放大鏡、鑷子、紙等物品，請你替他們想一想，可以用什么辦法取火？并簡述這樣做的理由。,6、一塑料薄膜組成的棚頂下堆放著一堆干草，夏天的雨后，陽光穿過薄膜上的積水，照射到干草上。對于下列討論，正確的說法是 （A）薄膜上的積水相當(dāng)于一個大的凸透鏡，如果其焦點恰好能在干草處，干草有可能燃燒 （B）透鏡都是固體物

20、質(zhì)組成的，液體不能起凸透鏡作用 （C）起凸透鏡作用的應(yīng)是塑料薄膜 （D）水和塑料薄膜共同起凹透鏡作用,A,7、某同學(xué)通過光學(xué)知識知道：光在同種均勻介質(zhì)中傳播的路線是直的；若以空氣、水和玻璃作為光的傳播介質(zhì)，光在空氣中的傳播速度最快，在玻璃中的傳播速度最慢，該同學(xué)用一束光在以上介質(zhì)間作了如圖所示的3次實驗。 （1）通過實驗現(xiàn)象可知，光從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)中時，傳播方向通常會發(fā)生 。 （2）根據(jù)所學(xué)的知識和實驗現(xiàn)象可以大膽地提出假設(shè)： 。,改變,8、在研究凸透鏡成像的實驗中，當(dāng)燭焰離凸透鏡20cm時，移動光屏，使光屏上成一清晰的放大的像，此時屏到凸透鏡的距離為30cm，由此測得該凸透鏡的焦距范

21、圍為_ _；再將燭焰移到距凸透鏡30cm處，移動光屏使屏上成清晰的像，則像的性質(zhì)為_ _.,10f15cm,倒立縮小實像,9、用照相機拍攝物理課本某頁的全部內(nèi)容，課本應(yīng)放在離照相機鏡頭_的位置上.若要改拍該頁中的某一插圖，應(yīng)拉近課本與鏡頭的距離，同時還應(yīng) （選填增大、保持或減?。╃R頭與膠片的距離.,u2f,增大,10、如圖所示的軍事觀察孔，虛線表示空氣孔的觀察范圍，現(xiàn)嵌入玻璃磚后，觀察范圍將_（填變小、不變或變大），請以孔的邊緣為法線，作出新觀察范圍的光路）.,10、如圖所示的軍事觀察孔，虛線表示空氣孔的觀察范圍，現(xiàn)嵌入玻璃磚后，觀察范圍將_（填變小、不變或變大），請以孔的邊緣為法線，作出新觀

22、察范圍的光路）.,變大,討論與交流,你有幾種簡易的方法,辨別某一透鏡是凸 透鏡,還是凹透鏡?,方法一:“摸” 。通過比較透鏡中央和邊緣的厚薄加以辨別。（注意：為避免鏡面磨損或弄臟，應(yīng)先用很柔軟的面巾紙把透鏡包起來，再用手摸）,方法二:“看”。通過透鏡去觀察近處物體，看它成的像是放大還是縮小加以辨別。,方法三:“照”。通過透鏡對平行光線是會聚還是發(fā)散加以辨別。,拓展與延伸,問題1、某公園中的一塊警示牌，上面寫有“請不要把裝有液體的純凈水瓶或礦泉水瓶遺留在山上”請同學(xué)們分析一下這是為什么？ 問題2、早在我國漢代就有記載“削冰令其圓，舉以向日，以艾承其影，則生火?！闭l能用現(xiàn)代漢語描述它？誰又能解釋其

23、原因？,練習(xí)一,1.判斷題 a.凸透鏡只對平行光起會聚作用( ) b.凸透鏡的兩個焦點之間的距離叫焦距( ) 2.在下面的暗箱中填合適的透鏡,3.如何測凸透鏡的焦距? 4.給你一個凸透鏡和小燈泡,如何得到平行光? 5.有一個透鏡不知是凸透鏡還是凹透鏡，你如何判斷？,O,二、凸透鏡的三條特殊光線和凹透鏡的三條特殊光線,F,F,O,O,二、凸透鏡的三條特殊光線和凹透鏡的三條特殊光線,練習(xí)二,完成下列光路圖,F,F,O,F,F,三、凸透鏡成像及其應(yīng)用,F,P,F,P,F,P,F,F,P,F,P,P,照相機,投影儀,放大鏡,練習(xí)三,一、為了研究凸透鏡成像的規(guī)律,應(yīng)使燭焰、_、和_的中心大致在同一高度上

24、。假設(shè)凸透鏡的焦距是10cm,則 1.當(dāng)燭焰離凸透鏡30cm時,在光屏上會看到_、_、_像 2.當(dāng)燭焰離凸透鏡15cm時,在光屏上會看到_、_、_像 3.當(dāng)燭焰離凸透鏡8cm時,在光屏上不會看到像,但透過凸透鏡能看到一個_、_、_像 二、小明給小雨照了一張全身像，小雨還想要一張半身像。那么小明應(yīng)（ ） A.離小雨近一些且把相機的暗箱縮短 B.離小雨遠一些且把相機的暗箱縮短 C.離小雨近一些且把相機的暗箱拉長 D.離小雨遠一些且把相機的暗箱拉長,四、三種像,練習(xí)四,1.實像總是倒立的,虛像總是正立的( ) 2.小明做光學(xué)實驗在光屏上得到了倒立放大的實像,那么他做的一定是凸透鏡成像實驗( ) 3.小明在光屏上得到了一個等大的像,則他所用的光學(xué)元件是( ) A.凸透鏡 B.平面鏡 C.凸面鏡 D.凹透鏡 4指出下列各屬于什么成像： 水中的月亮 電影放映機 放大鏡 針孔照相 機 照相機 夏天樹陰下的小光斑 投影儀,2.某同學(xué)做”凸透鏡成像”實驗時,把光屏移到離凸透鏡16CM處,使在光屏上出現(xiàn)燭焰的倒立.放大.清晰的像,則該同學(xué)使用的凸透鏡的焦距可能是(