43 凸透镜成像的规律 素材苏科版八年级上册秋.docx

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43凸透镜成像的规律素材苏科版八年级上册秋

第三节照相机、眼睛视力的矫正

【教学目的和要求】

1．了解照相机和眼睛成像的基本原理

2．了解近视眼和远视眼的成因及其矫正办法

3．养成自觉保护视力的良好习惯

4．了解望远镜和显微镜的主要组成和基本原理

5．初步了解望远镜发展的历程及其在人类探索宇宙奥秘中所起的重大作用

【教学重点和难点】

照相机、眼睛、望远镜的显微镜的光学原理是本周学习的难点

【方法指导和教材延伸】

1．照相机

照相机现在走进寻常百姓家，到了风景区，基本上是人手一架，照相机已不再神秘，为了使用好照相机，同学们应了解照相机的构造和原理，照相机的镜头边缘都注有此照相机的焦距，一般照相机的焦距在2.8cm～7.0cm之间，而被拍摄的物体一般超过照相机的2倍焦距之外，对于凸透镜来说当物体处于2倍焦距之外，将会得到一个倒立，缩小的实像，此像能被光屏所接受，若把光屏处放上能感光的胶片，就成了照相机。

2．幻灯机和投影仪

在电化教学中为了使教学更直观、形象和活泼，常会用幻灯机或投影仪。

它们也是凸透镜的应用，把物体放在1倍焦距和2倍焦距之间时，通过凸透镜将成倒立，放大的实像，而且愈靠近一倍焦距，所成的象愈大。

把屏幕放在成像处，就可得到物体的像。

幻灯机使用幻灯片，若把幻灯片倒插就会在屏幕上得到正立放大的像。

投影仪的原理和幻灯机相似，只是多了一面平面镜使成像位置转变了90°。

3．放大镜

放大镜是把被观察的对象加以放大所看到的是正立、放大的虚像，放大镜本身就是一个凸透镜，在观察细小的物体时，只需把被观察的物体放大一倍焦距内，就可以看到一个放大、正立的虚像，但放大倍数有限，一般在20倍以内

4．显微镜

显微镜可以放大成百上千倍。

显微镜用两个凸透镜，一个为物镜，另一个为目镜，物镜对准物体得到的是放大的实像，再经过目镜第二次放大，成为放大的虚像。

因为经过两次放大，所以提高了放大倍数，放大的总倍数为物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积.

5．关于视力的矫正

眼睛要看清物体，必须使物体成像在视网膜上。

视网膜的位置是固定不变的，而物体到眼睛的距离却远近不同，眼睛是怎样使远近不同的物体都在视网膜上成清晰的像呢？

原来晶状体是有弹性的，它的弯曲程度可以靠周围的肌肉——睫状体来调节，在观看远处物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体的弯曲程度变小，晶状体变得扁平，眼睛的焦距变大；在观看近处物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体的弯曲程度变大，晶状体变凸，眼睛的焦距变小，因此，无论是远处的物体还是近处的物体都能在视网膜上成清晰的像。

可见，眼睛是一个精巧的变焦距系统，在物距改变时，它能靠改变晶状体的弯曲程度来改变焦距。

眼睛的这种作用叫做眼睛的调节。

眼睛的调节是有限度的，晶状体变得最扁平时，能够看到的最远点，叫眼睛的远点。

正常眼睛的远点在无限远处，就是说，以无限远处的物体射入人眼睛的平行光线，它们的像恰好能成在视网膜上。

晶状体变得最凸时能看清的最近点，叫做眼睛的近点。

正常眼睛的近点随年龄增加逐渐变远。

幼年时，近点在眼前7～8cm处，到了中年，近点在眼前25cm处；到了老年近点可就远了，距离眼睛能达到1～2m,那就是老花眼了。

在合适的照明情况下，正常的眼睛看距眼25cm远的物体，不容易感到疲劳，因此把距离眼睛25cm的距离叫明视距离。

如果不好好保护眼睛，就会近视。

所谓近视，就是视网膜到晶状体距离过远，或者说晶状体比正常眼睛的晶状体要凸一些，从无限远处射来的平行光线不能会聚在视网膜上，而会聚在视网膜前。

所以，近视眼的远点不在无限远处，不能看清远处的物体，只能看清一定距离内的物体，换句话说，近视眼就是眼睛的远点变近了。

为了矫正近视眼，使它象正常眼睛那样把无限远处射来的平行光会聚在视网膜上，应该用凹透镜做眼镜，使入射的平行光线先经过凹透镜变得发散些再进入眼睛，从而使会聚点后移到视网膜上。

除了近视眼外，还有远视眼，俗称的老花眼就是远视眼。

远视眼就是视网膜到晶状体的距离过近，或晶状体比正常眼睛的晶状体扁平些，平行光射入眼睛的光线将会聚在视网膜的后面。

远视眼的近点比正常眼睛远，所以视力范围比正常眼睛小。

矫正远视眼的方法是用凸透镜做眼镜，使射入的光线先经过凸透镜变得会聚一些再进入眼睛，从而使会聚点前移到视网膜上。

6．眼镜片的度数。

透镜的焦距f的长短标志着它折光本领的大小，焦距越短对光的会聚作用越大，通常把透镜焦距（以米为单位）的倒数叫做透镜焦度，用

表示，即

=1/f

平时所说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值，例如100度远视眼镜的镜片，它的透镜焦度是1m—1，它的焦距是1m。

凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。

【例题选讲】

【例1】根据你学过的眼睛的知识，你认为做眼保健操可以防治近视的原因主要是什么？

精折与解答人眼能看清远近不同的物体是因为眼球内睫状肌能改变晶状体的形状来实现的。

当睫状体放松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光也可会聚在视网膜，若长时间看书，睫状体处于疲劳状态，特别是看书姿势不正确，会使睫状体长时间收缩、晶状体长时间变厚，就使它们失去弹性而形成近视。

通过做眼保健操，能缓解睫状体和晶状体的疲劳，使它们保持活力和弹性及柔软性，就能起到保护眼睛的作用。

说明学习眼睛的知识最终是让同学们通过知识的理论依据，正确地用眼，科学地保护自己的眼睛，达到学以致用的目的。

【例2】取一副老花眼镜，如何简便地测出镜片的度数？

精析与解答取出镜片，让它正对太阳光，在后面用一硬白纸片作光屏，移动白纸片的位置，直到后面出现一个最小最亮的点。

测出这点到凸透镜光心的距离即是镜片的焦距f镜片的度数就是

=

×100

说明无论是近视眼镜还是远视眼镜，都应科学地在专业配镜店中根据眼睛的实际情况配置，本题只是粗略测量，不能作为选择镜片的依据，此外还可根据老花镜片的成像特点测量焦距。

【例3】照相时发现只能照上半身，怎样调节才能照到全身像呢？

精析与解答在同样大小的底片上照了一张半身像后，再照全身像，像变小了，也就是说照了半身像后要将人的像缩小，这时应让人离照相机远些，在取景圈中获得一个全身像。

同时又要进行调焦，使镜头向内缩，减少镜头到胶片的距离，调好焦后即可照到全身像。

说明本题考查学生对照相机的使用经验，要求学生平时多留心，多总结方法，同时根据这个现象还可猜想凸透镜像的一些特点：

远处的物体靠近凸透镜时，在光屏上成的像会大，像离凸透镜变远。

【例4】使用投影仪时，胶片在屏幕上的投影太小了，教室后面的同学看不清晰，要想屏幕上的投影变大些，下列做法正确的是（）

A．将镜头向下调，屏幕离投影仪近些

B．将镜头向下调，屏幕离投影仪远些

C．将镜头向上调，屏幕离投影仪近些

D．将镜头向上调，屏幕离投影仪远些

精析根据投影仪中光路图可以看出，镜头越往下移，透过镜头光心的光线就越发散，投影片通过凸透镜成的像就越大，但若只调节镜头像虽然变大了，同时变得模糊了，所以还要增大投影仪和屏幕间的距离。

答案B

说明本题考查投影仪的调节，应多观察老师的演示，并结合光路图理解原因。

同时还要根据这个现象猜想凸透镜成像的一个特点：

当物体离镜头越近时，屏幕上成的像越大，像远离凸透镜。

【例5】运用两组凸透镜的组成可以制成显微镜和望远镜。

下面你也运用两组凸透镜的组成使一束较宽的平行光线改换成一束较窄的平行光线，并说明它们焦距的关系。

如图

精析与解答凸透镜对光线具有会聚作用。

先让这束平行光线经凸透镜会聚于焦点，让两个凸透镜的焦点刚好重合，则从焦点发光的光线经乙镜又能变成平行光束。

要求甲镜的焦距大于乙镜的焦距，答案如图所示。

说明:

本题能培养学生知识迁移能力，激发学生创新的欲望和意识，培养学生创新思维能力。

【同步练习】

一、填空题

1．人眼的角膜和晶状体相当于一个焦距可变的_________，当睫状体放松时，晶状体比较薄，相当于焦距变_________；当睫状体收缩时，晶状体比较厚，相当于焦距变_______。

2．我国中小学生患近视眼的占40%，近视眼的形成原因是：

当人眼距物体太近时，长时间迫使睫状体处于收缩状态，晶状体变厚，折光能力________，自远处某点的光会聚在视网膜_________（填“前”或“后”）。

3．矫正近视眼时，在眼睛前放一个_____透镜，利用_______的特点，使来自远处物体的光会聚在视网膜上。

4．矫正远视眼时，在眼睛前放一个______透镜，利用_______的特点，使来自近处物体的光会聚在视网膜上。

5．通过调节晶状体，眼睛可以使不同远近的物体都在视网膜上成清晰的像。

眼睛调节的两个极限点叫做远点和近点。

正常人近点大约20cm处。

近视眼的近点______20cm，远视眼的近点__________20cm（填“大于”、“等于”、“小于”）.

6．在我们使用照相机摄影时，我们发现一个这样的规律：

（1）物体离照相机镜头距离______________胶片离照相机镜头的距离（“大于”、“小于”或“等于”）；

（2）物体离照相机镜头越远时，物体在照片上所成的像越_________；（3）照相机胶片上所在的像一定比物体小；（4）物和像在凸透镜的__________。

7．在我们使用投影仪时，我们发现一个这样的规律：

（1）光从投影片到镜头的距离_________镜头到屏幕的距离（填“大于”或“等于”）；

（2）投影片离镜头越近，屏幕上所成的像越____________；（3）投影屏幕上所成的像一定比投影片上放的物体大；（4）物和像在凸透镜的___________。

8．在我们使用放大镜观察物体时，可以发现一些规律：

（1）被观察物体的像被_________了；

（2）物体和通过放大镜所成的像在透镜的___________；（3）凸透镜离物体越近，所成的像越________，凸透镜离物体越远，所成像越_________;（4）如果凸透镜与物体距离达到一定时,所成像便出现_________像了.

9．显微镜的物镜成的是________像，目镜成的是_______像，望远镜的物镜成的是_____像（填“正立”或“倒立”、“放大”或“缩小”、“实”或“虚”）。

10.在观察凸透镜所成像的实验上，光屏上已成清晰、缩小的像，当烛焰向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向_______透镜的方向移动（填“靠近”或“远离”）。

若要观察到烛焰放大的虚像，烛焰到透镜的距离应_____透镜的焦距。

11．将凸透镜的一面正对着太阳，另一面正对一张白纸，改变透镜与白纸间的距离，观察白纸上的光斑，直到纸上的光斑最小、最亮。

这时镜片与纸间的距离近似等于凸透镜的____。

12．有一种望远镜是由两组透镜组成的，靠近眼睛的叫目镜，它的作用相当于一个_____镜，成_____、_______、_________、像，靠近被观测物体的叫物镜，它的作用是使远处的物体成________、__________、_________像。

13．望远镜成的像是缩小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的______作用，视角就可以变得______，我们就容易看清物体了，同时，进入人眼的光越多，看物体越清晰，所以望远镜往往增大_______，可以会聚更多的光。

二、选择题

1．近视眼产生的原因及其矫正办法是：

（）

A．晶状体太厚、折光能力太强，或者是眼球在前后方向太长，矫正的方法是戴上合适度数的凸透镜。

B．晶状体太厚、折光能力太强，或者是眼球在前后方向上太长，矫正的方法是戴上合适度数的凹透镜

C．晶状体太薄、折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，矫正的方法是戴上合适度数的凸透镜

D．晶状体太薄、折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，矫正的方法是戴上合适度数的凹透镜

2．有一位同学用他爷爷的远视眼镜片做了一架投影仪，他爷爷的眼睛的度数为400度，在利用这架投影仪时，投影片应该在距离镜片：

（）

A．25cm以内的某一位置

B．25cm到50cm以内的某一位置

C．50cm以外的某一位置

D．正放在25cm处

3．关于眼睛的近点和明视距离，下面说法正确的是：

（）

A．正常眼睛的明视距离大约是20cm，近点在大约15cm处

B．正常眼睛的明视距离大约是25cm，近点在大约20cm处

C．远视眼睛的明视距离小于20cm，近点在小于15cm处

D．远视眼睛的明视距离大于25cm,近点在大于20cm处

4．用照相机照相时，下列说法正确的是（）

A．照相机生成正立缩小的实像，所以照相机的镜头是凸透镜，如果生成的像想要小一些，景物应离镜头远一些，并同时调整镜头与胶片的距离

B．照相机是生成倒立缩小的实像，所以照相机的镜头是凹透镜，如果生成的像想要小一些，景物应离镜头远一些，并同时调整镜头与胶片的距离

C．照相机是生成倒立缩小的实像，所以照相机的镜头是凸透镜，如果生成的像想要小一些，景物应离镜头远一点，并同时调整镜头与胶片的距离

D．照相机是生成倒立缩小的实像，所以照相机的镜头是凸透镜，如果生成的像想要小一些，景物应离镜头近一些，并同时调整镜头与胶片的距离

5．使用投影仪时，下列说法正确的是（）

A．投影仪是生成正立放大的实像，其镜头是凸透镜，如果生成的像想要大一些，镜头应离载物台远一些，并同时调整投影仪与屏幕的距离

B．投影仪是生成正立缩小的像，其镜头是凸透镜，如果生成的像想要大一些，镜头离载物台近一些，并同时调整投影仪与屏幕的距离

C．投影仪是生成倒立放大的实像，其镜头是凸透镜，如果生成的像想要大一些，镜头离载物台远一些，并同时调整投影仪与屏幕的距离

D．投影仪是生成倒立放大的实像，其镜头是凸透镜，如果生成的像想要大一些，镜头应离载物台近一些，并同时调整投影仪与屏幕的距离

6．使用一个放大镜观察物体，正确的方法是：

（）

A．将放大镜放在离被观察的物体越远越好

B．将放大镜放到离被观察的物体越近越好

C．将放大镜放到离物体的距离不能太近，也不能太远为好

D．随便将放大镜如何放置，均能清晰地观察物体

7．上一章我们学习了平面镜成像，本章在投影仪中又接触到平面镜成像，因而，我们对平面镜成像又有了一个新的认识，下面说法正确的是（）

A．如果一个物体通过一个平面镜成像，所成的像一定是虚像

B．如果一个物体通过一个平面镜成像，所成的像一定是实像

C．如果一个物体通过一个平面镜成像，所成的像可能是实像也可能是虚像

D．如果一个物体通过凸透镜成实像，在未成实像前射到平面镜上，那么此时从平面反射的光一定成虚像

8．下面关于显微镜的说法中，正确的是（）

A．显微镜筒的两端各有一组透镜，一组靠近眼睛，叫目镜；另一组靠近物体，叫物镜

B．显微镜筒的两端各有一组透镜，一组靠近眼睛，叫物镜；另一组靠近物体，叫目镜

C．显微镜的物镜成像相当于投影仪的镜头成像，目镜则相当于一个放大镜

D．显微镜的物镜成像相当于一个照相机的镜头成像，目镜则相当于一个放大镜

三、问答题和实践题

1．某人在近一个月内视力下降，经检查眼球内没有任何毛病，眼球在前后方向上长度属正常，确诊为假性近视，请你根据已学过的知识分析他成近视的原因，并提出恢复视力的方法。

2．夏天早晨在庄稼的叶子上有露珠，透过露珠看叶子的纹络要显得粗些，为什么？

3．用水彩笔在磨砂电灯泡的侧面画一个你所喜爱的图案，然后接通电源，拿一个凸透镜在灯泡和白墙之间移动，能不能在墙上得到所画图案的像？

有几个位置凸透镜可以使图案在墙上成像？

像是放大的，还是缩小的？

是正立的还是倒立的？

4．取一个玩具望远镜，先将目镜放在眼睛前面观察，前面的景物，然后将望远镜掉个头，将物镜放在眼睛前面，观察前面的景物，你两次观察的景物是否相同？

这说明什么问题？

5．为什么天文望远镜的物镜做得十分大？

而显微镜的物镜直径十分小？

参考答案

一、填空题

1．凸透镜，长，短

2．变强，前

3．凹，凹透镜对光发散

4．凸，凸透镜对光分聚

5．小于，大于

6．大于，小，两侧

7．小于，大，两侧

8．放大，同侧，小，大，十分模糊，倒立的

9．倒立、放大的实，放大的虚，倒立、缩小的实

10．远离，小于

11．焦距

12．放大镜，正立，放大，虚，倒立，缩小，实

13．放大，很大，直径

二、选择题

1．B

2．B提示：

度数=

×100则

=4m－1，f=

=

m=0.25m

3．D

4．C

5．D

6．C

7．A

8．A、C

三、问答题和实践题

1．近视的原因可能是写字看书时眼睛离桌面太近，使睫状体长时间收缩，晶状体失去弹性而变厚，成的像落在视网膜前，应积极做眼保健操，端正用眼方法即可。

2．露珠相当于一个放大镜，把叶脉放大了

3．可以成像，有两个位置，一个位置成的是倒立、缩小的实像，另一个位置成的是倒立、放大的实像。

4．景物变得又远又小，说明目镜与物镜不能互换使用。

射入天文望远镜的光十分弱，而射到载物台进入显微镜的光