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1、透镜及其应用,一、透镜的分类：,学什么,二、概念：,凸透镜和凹透镜,三、透镜对光线的作用,凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,光 心(O),薄透镜的光心就在透镜的中心。,焦 点( F),-平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这点叫焦点。,焦 距( f ),-焦点到光心的距离叫焦距。,凸透镜：中间厚边缘薄的透镜 叫凸透镜,凹透镜 ：中间薄边缘厚的透镜 叫凹透镜,透 镜 的 分类,图2.9 凸透镜使光线会聚,图2.10 凹透镜使光线发散,焦点,焦点,焦点,O 光心,O 光心,1、 通过光心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 过焦点。,3、经过
2、凸透镜焦点的光线被折射后平行于 主光轴射出。,四、三条特殊光线,F,F,F,F,完成下列光路图。,F,F,F,F,o,F,完成下列光路图,F,凸透镜对光的会聚作用是表明光通过凸透镜以后会变得收拢些。,正确理解“会聚”和“发散”,凹镜对光的发散作用是表明光通过凹透镜以后会更散开一些，但是散开不一定不能会聚。,试试看: 1.一束光通过透镜的光路如图所示,哪幅图是正确的?,2.根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜.,O,F,O,F,思考：根据入射光线画出折射光线,解决方法：,画一画：根据入射光线或折射光线，把另一半光路画完整。,O,F,F,O,F,F,O,F,O,F,填上合适的
3、光学仪器,2有两只干净的玻璃杯，一只盛满纯净水，一只是空的，上面都盖了盖子，你怎样用眼睛来判断哪只杯中装有水?,3小明家为了防盗，在家中的门上装了一个“猫眼”，他在屋内能看清屋外的人是一个正立缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的小明，则“猫眼”应该是： ( ) A、凸镜 B、凹镜 C、凹透镜 D、凸透镜,1.完成光路图,4.凸透镜对光起 作用,凹透镜对光起 作用, 是 因为光通过透镜表面时发生 的缘故.,会聚,发散,折射,5. 平行于主光轴的光线,通过凸透镜后 将 一点, 这个点叫做凸透镜 的 ,这点到凸透镜的光心的距离叫做 .,会聚,焦距,焦点,1知识结构【重点难点提示】,2知识要点,(1)中
4、间厚两边薄的透镜是凸透镜,(2)中间薄两边厚的透镜是凹透镜,(3)主光轴：通过透镜两个折射球面的球心(或者通过一个球面的球心并与另一球面相垂直)的直线，叫透镜的主光轴(或主轴)如图31所示,(4)光心：光线通过主光轴上某一特殊点而不改变方向，这个点叫透镜的光心如图31所示在透镜中心处,(5)凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用,(6)平行于主光轴的光线，通过透镜折射后会聚于主光轴上的点叫焦点,(7)焦点到光心的距离叫焦距,(8)透镜的应用：照相机、投影仪、放大镜,(9)实际光线会聚而形成的像是实像；光线的反向延长线会聚成的像是虚像实像能够呈在光屏上，虚像不能成在光屏上,(10)眼球的基本
5、结构,(11)近视眼及其矫正；远视眼及其矫正,(12)透镜焦度()；透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度 即,(13)显微镜和望远镜的基本结构,3考点,(1)透镜的基本性质,(2)凸透镜的成像规律,(3)凸透成像规律的应用：眼睛和眼镜、显微镜和望远镜,【难题巧解点拨】,例1图32中正确表示了光通过透镜的是( ),A甲图 B 乙图 C丙图 D丁图,思路分析,根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，对比观察入射前和出射后光的变化情况光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了透镜对光的(明确会
6、聚和发散的区别)“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些；“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些，图3-3所示,答：A,例2下列说法正确的是( ),A凡是透镜一定有两个焦点,B凹透镜没有焦点,C任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转,D以上说法都不正确,思路分析,一般的透镜若有两个球面，就意味着有两个焦点；但少数透镜只有一个球面，这就意味着这种透镜只有一个焦点对于凸透镜应有两个实焦点(或一个实焦点)，对于凹透镜应有两个虚焦点(或一个虚焦点)而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜，且通过光心，则不会发生折射现象，而是
7、沿直线传播 因此选D正确 (注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质),例3怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢?,答：由于太阳离地球很远所以射到地球表面的太阳光小范围内可以近似看成是平行光，根据焦点的定义，平行光通过凸透镜后会聚到焦点上具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏，让透镜对准太阳光，前后移动透镜会在屏上看到一个光斑，测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离，这个距离大约等于凸透镜的焦距(此方法只能粗测焦距),例4根据图34(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件,思路分析 (注意这五种镜子的区别),我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种，其中平面镜对光
8、的作用是能够改变光的传播方向；凸透镜和凹面镜对光有会聚作用；凹透镜和凸面镜对光有发散作用将各图中的出射光与入射光进行比较：甲图中，入射光是会聚光，出射光变为平行光而不是反射光；乙图中平行光入射，出射光是发散光，而不是反射光，注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了，只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒；丙图中，出射光与入射光都是平行光，只是光的传播方向发生了变化,答：如图3-4(b,例5完成图3-5中的光路图,思路分析,图中所给的四个透镜，(a)、(b)是凸透镜(c)、(d)为凹透镜，并且(a)、(c)给出入射光线，要求画出折射光线而(b)、(d)则给出折射光线，要求画出入射光线
9、根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线,在画图中要注意光的传播方向 (利用基本概念完成作图),答：如图36所示,例6利用两面凸透镜把二束平行光变成另二束平行光，同时使“上、下”的光线更换位置 (用画图的方法完成这个题目),思路分析,平行放置这两个透镜,和,同时使,的右侧焦点与,的左侧焦点重合 。,按透镜的焦点性质就可以画出此图,例7试说明凸透镜能成实像的条件?,思路分析,根据凸透镜的成像规律，物体位于凸透镜一侧的1倍焦距到2倍焦距之间时在透镜另一侧成放大、倒立的实像；物体位于凸透镜一侧的2倍焦距以外时在透镜另一侧成缩小、倒立的实像本题只是说明成实像的条件，并不考虑成的是放大像或是缩小像，
10、因此只抓住“成实像” (注意大、小实像的条件),答：物体在凸透镜一侧1倍焦距以外,例8人用眼睛_看到凸透镜中成的虚像；人用眼睛_看到凸透镜中成的实像,思路分析 (在人眼视网膜所成的像是实像),人能看到像是因为有光线进入人眼凸透镜成虚像时，物体发出的光线经凸透镜折射后进入人眼，这些光的反向延长线相交而成虚像，所以虚像人眼是能看到的；物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚成实像，实像所发出的光进入人眼就能使人看到它，因此人眼当然能够看到实像,答：能 能 (注意“虚像”和“实像”人眼都能看到),例9一个“上”字形的霓虹灯，通过凸透镜成像在光屏上，图38中四个像正确的是( ),思路分析,一般来说，凸透镜所
11、成的实像总是倒立的，并且是上下颠倒，在实际问题中，由于凸透镜是一个圆形的，光除了能被透镜上、下偏折，同样也能使光在左、右偏折，即光通过凸透镜后总是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透镜所成的像不仅上、下颠倒，左、右也要颠倒，所以只有D图符合要求 (从一个平面分析成像情况),答：D,例10一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则( ),A在光屏上仍可呈现缩小的像,B隔着透镜可看到蜡烛的像,C在光屏上呈现放大的像,D在光屏上呈现与蜡烛等大的像,思路分析 (根据光路可逆性进行分析),根据教材中的探究问题(实验)，就应该知道，当
12、物体在光屏上成缩小的实像时，此时物距大于二倍焦距，则所成的像应在一倍焦距和二倍焦距之间若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像，因此选C正确,答：C,例11物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是( ),A75cm B20cm C30cm D40cm,思路分析,物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间，因此ff15cm，在答案中找出满足条件的选项 (这点是分析本题的关键),答：B,例12物体距凸透镜20cm时，可在光屏上得到一个缩
13、小的实像，若把物体向透镜方向移8cm，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是( ),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,根据题意，当u=20cm时，物体通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像即物距必须满足u2f，也就是f10cm错解A.当焦距为10cm时，物体在20cm处成等大实像，不符合题意而当焦距为5cm，根据题意，物体又向透镜移动8cm，不可能成放大实像因此只有焦距为9cm时，才刚好同时满足题意中的两个条件因此选C正确,答：C (注意：物体移动时的分析方法,例13简述照相机是怎样进行工作的?,思路分析与答,照像机的标准镜头焦
14、距大约5075mm，而镜头伸缩的范围很小，在1cm左右，就是说，像距很短因此，被摄物体一般都在距离镜头很远的地方，最近也在1m左右这一距离也远远大于二倍焦距当物体在很远很远的地方时(一般大于20m时)，我们就称物距为无穷远，照像机的,距离环上有“ ”的符号，就表示无穷远这时，镜头距底片最近，等于镜头的焦距有些同学很喜欢摄影，也经常进行摄影实践活动通常把调距离叫调焦距，也称调焦这里有个误会，实际上，不是在调焦距，而是在调整像距因为照像机的镜头焦距是固定的不能调(除变焦镜头以外)当用照像机给一个同学照像时，人距镜头越近，照出像片中人越大但是一定要调整镜头加大像距，即向前推出镜头(加大像距是使像能够
15、成在底片上),“,”,例14简述幻灯机、电影机是怎样工作的?,思路分析与答,幻灯机和电影机的原理一样，都是利用凸透镜成放大实像的原理幻灯片、电影片与镜头的距离是物距，镜头到银幕的距离是像距银幕距离镜头越远银幕上的图像越大，即像距越大，像越大与此同时，应该使物距减小，即把镜头向幻灯片、电影片方向移动 (明确凸透镜和平面镜的综合应用)现在不少学校的教室里都配备有投影书写仪，又叫投影器，它和我们课本上介绍的幻灯机原理相同，只不过是在光路上增加了一个平面镜，改变了光路，使投影幻灯片平放在书写台面上而成一个直立的像,例15简述怎样合理应用放大镜,思路分析与答,使用放大镜观察物体时，物体应放在凸透镜的焦点
16、以内，由于放大镜利用了凸透镜成虚像的原理，因此，人们看到的是正立的像实际上，使用放大镜观察物体时，物体离放大镜越远(但保证uf)看到的像越大，像也越远 (物距变大，像距也变大),例16有一张照片，发现其景物模糊不清，而且整个画面偏黑，其形成的原因是在拍照时，没有调节好( ),A调焦环 B快门 C光圈 D以上说法都正确,思路分析,根据上述照相机的工作情况知道，用照相机拍照时，景物若模糊不清，说明像距没有调好因此应该使用调焦环同时整个画面偏黑，说明曝光过度，应调整快门时间和光圈的大小因此本题应选D正确,例17下面说法正确的是( ),A近视眼应用凸透镜矫正,B近视眼应用凹透镜矫正,C远视眼产生的原因
17、是晶状体太厚,D远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样，是玻璃体变混浊,思路分析,人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了近视眼产生的原因是晶状体太厚，折光能力太强使光会聚在视网膜前所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正 因此B正确,答：B (会根据人眼结构进行物理现象的分析),例18关于人眼所“见”，下列说法正确的是( ),A透过窗户玻璃看到的像都是实像,B通过近视眼镜看到的可能是虚像,C通过近视眼镜看到的一定是虚像,D人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像,思路分析,根据光的折射规律，窗户玻璃对光线有折射作用，能
18、使其形成的虚像平移近视眼镜是用凹透镜制成的，它是发散透镜，通过图39可以说明总是成正立、缩小的虚像而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜，它能使折射光线落在视网膜上形成实像,1、下列现象中不是由于光的折射引起的是 （A）在河边看水中的鱼比它的实际位置浅些 （B）用放大镜看物体得到放大的像 （C）照相机的底片上得到缩小的像 （D）小孔成像,D,2、图中画出了光通过透镜前后的传播方向，在图中补画上适当类型的透镜。,4、小明在家做了这样一个实验：把一枚硬币放在一个没有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向远处移动，直到眼睛刚好看不到为止。保持头部不动，缓缓地向碗中倒水，倒着、倒着，怪事出现了，小明又重新看到了碗
19、底的硬币。 （1）小明认为这个实验说明了：光从水中斜射入空气中时光线向 （填：“靠近”或“远离”）法线方向偏折。 （2）小明用作图方法说明这个结论，下面四幅光路图中，正确的是 。,远离,B,5、烈日下，小明与几个同学到海滩游玩、烧烤，待到点火时，却发现忘记带火柴了，他们几个人的包中只有绳子、玻璃、放大镜、镊子、纸等物品，请你替他们想一想，可以用什么办法取火？并简述这样做的理由。,6、一塑料薄膜组成的棚顶下堆放着一堆干草，夏天的雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上。对于下列讨论，正确的说法是 （A）薄膜上的积水相当于一个大的凸透镜，如果其焦点恰好能在干草处，干草有可能燃烧 （B）透镜都是固体
20、物质组成的，液体不能起凸透镜作用 （C）起凸透镜作用的应是塑料薄膜 （D）水和塑料薄膜共同起凹透镜作用,A,7、某同学通过光学知识知道：光在同种均匀介质中传播的路线是直的；若以空气、水和玻璃作为光的传播介质，光在空气中的传播速度最快，在玻璃中的传播速度最慢，该同学用一束光在以上介质间作了如图所示的3次实验。 （1）通过实验现象可知，光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常会发生 。 （2）根据所学的知识和实验现象可以大胆地提出假设： 。,改变,8、在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏，使光屏上成一清晰的放大的像，此时屏到凸透镜的距离为30cm，由此测得该凸透镜的焦距
21、范围为_ _；再将烛焰移到距凸透镜30cm处，移动光屏使屏上成清晰的像，则像的性质为_ _.,10f15cm,倒立缩小实像,9、用照相机拍摄物理课本某页的全部内容，课本应放在离照相机镜头_的位置上.若要改拍该页中的某一插图，应拉近课本与镜头的距离，同时还应 （选填“增大“、“保持“或“减小“）镜头与胶片的距离.,u2f,增大,10、如图所示的军事观察孔，虚线表示空气孔的观察范围，现嵌入玻璃砖后，观察范围将_（填“变小、不变或变大“），请以孔的边缘为法线，作出新观察范围的光路）.,10、如图所示的军事观察孔，虚线表示空气孔的观察范围，现嵌入玻璃砖后，观察范围将_（填“变小、不变或变大“），请以孔
22、的边缘为法线，作出新观察范围的光路）.,变大,讨论与交流,你有几种简易的方法,辨别某一透镜是凸 透镜,还是凹透镜?,方法一:“摸” 。通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别。（注意：为避免镜面磨损或弄脏，应先用很柔软的面巾纸把透镜包起来，再用手摸）,方法二:“看”。通过透镜去观察近处物体，看它成的像是放大还是缩小加以辨别。,方法三:“照”。通过透镜对平行光线是会聚还是发散加以辨别。,拓展与延伸,问题1、某公园中的一块警示牌，上面写有“请不要把装有液体的纯净水瓶或矿泉水瓶遗留在山上”请同学们分析一下这是为什么？ 问题2、早在我国汉代就有记载“削冰令其圆，举以向日，以艾承其影，则生火。”谁能用现代汉
23、语描述它？谁又能解释其原因？,练习一,1判断题 a.凸透镜只对平行光起会聚作用( ) b.凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距( ) 2.在下面的暗箱中填合适的透镜,3.如何测凸透镜的焦距? 4.给你一个凸透镜和小灯泡,如何得到平行光? 5.有一个透镜不知是凸透镜还是凹透镜，你如何判断？,O,二、凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线,F,F,O,O,二、凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线,练习二,完成下列光路图,F,F,O,F,F,三、凸透镜成像及其应用,F,P,F,P,F,P,F,F,P,F,P,P,照相机,投影仪,放大镜,练习三,一、为了研究凸透镜成像的规律,应使烛焰、_、和_的
24、中心大致在同一高度上。假设凸透镜的焦距是10cm,则 1.当烛焰离凸透镜30cm时,在光屏上会看到_、_、_像 2.当烛焰离凸透镜15cm时,在光屏上会看到_、_、_像 3.当烛焰离凸透镜8cm时,在光屏上不会看到像,但透过凸透镜能看到一个_、_、_像 二、小明给小雨照了一张全身像，小雨还想要一张半身像。那么小明应（ ） A.离小雨近一些且把相机的暗箱缩短 B.离小雨远一些且把相机的暗箱缩短 C.离小雨近一些且把相机的暗箱拉长 D.离小雨远一些且把相机的暗箱拉长,四、三种像,练习四,1.实像总是倒立的,虚像总是正立的( ) 2.小明做光学实验在光屏上得到了倒立放大的实像,那么他做的一定是凸透镜
25、成像实验( ) 3.小明在光屏上得到了一个等大的像,则他所用的光学元件是( ) A.凸透镜 B.平面镜 C.凸面镜 D.凹透镜 4指出下列各属于什么成像： 水中的月亮 电影放映机 放大镜 针孔照相 机 照相机 夏天树阴下的小光斑 投影仪,2.某同学做”凸透镜成像”实验时,把光屏移到离凸透镜16CM处,使在光屏上出现烛焰的倒立.放大.清晰的像,则该同学使用的凸透镜的焦距可能是( ) A.6CM B.8CM .C12CM D.18CM,A,3、在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏，使光屏上成一清晰的放大的像，此时屏到凸透镜的距离为30cm，由此测得该凸透镜的焦距范围为_ _
26、；再将烛焰移到距凸透镜30cm处，移动光屏使屏上成清晰的像，则像的性质为_,10f15cm,倒立缩小实像,4、医用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图， 其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的汞 柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当 于_，我们用它能看到汞柱被放 大后正立的_像。,6图,5图,凸透镜（放大镜）,虚,5、物体从距凸透镜12cm处移到凸透镜20cm处，调 整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立、放大的 像，由此可知凸透镜的焦距可能是（ ） A、11cm B、12cm C、20cm D、以上都不对,分析：成倒立、放大的实像 f u2f u12cm 即：f12cm2f 得：6c
27、mf12cm u20cm 即：f20cm2f 得：10cmf20cm 综合上述 10cm f 12cm 故选A,A,6、某同学用焦距不同的凸透镜探究凸透镜成像的规 律进行了若干次操作，实验数据如下表：,（1）请分析以上数据，把能得出的探究结论填在横线上。 结论一_ 结论二_ 结论三_,物体到凸透镜距离大于焦距时，成的像都是倒立的,物体到凸透镜的距离越大，像到凸透镜的距离越小,物距相同时，凸透镜焦距大的，像到凸透镜距离大些。,像的大、小,像的虚、实,（2）根据你探究出的凸透镜成像规律，你认为上述探究 实验还缺少什么项目？请补在上表下面的两行里。 （3）你觉得该同学的探究实验是否完整和全面？提出你 的看法。,答（3）该同学的探究实验不够完整和全面，探究的都是 物体到凸透镜的距离大于凸透镜的焦距的情况，没有 探究物体到凸透镜的距离小于凸透镜焦距的情况，另 外像的性质也仅仅讨论像的正、倒，没有讨论像的大 小、虚实。,