31透镜.docx
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31透镜
3.1透镜
眼睛在生活中很常见,它可以帮助我们矫正视力,保护眼睛。
为什么我们带上眼镜看物体会更清楚,为什么望远镜可以帮助我们看到更远处的东西。
这些都和透镜有着密切的联系,这节课我将学习有关透镜的知识。
●学习目标和要求
学习目标
(1)了解凸透镜和凹透镜的概念
(2)区别凹透镜和凸透镜
(3)理解透镜的焦点,焦距
(4)知道凸透镜和凹透镜对光的作用
学习要求
(1)掌握透镜的光学特性
(2)通过实验,学会如何探究物理规律
●知识讲解
1.透镜的类型
透镜的表面是球面的一部分,按其厚薄的形状可分为两类:
凸透镜和凹透镜。
凸透镜:
中间厚,边缘薄的透镜叫做凸透镜。
如下图所示:
凹透镜:
中间薄,边缘厚的透镜叫做凹透镜。
如下图所示:
例题1.如果把一个玻璃球分割成五块,其截面如图所示,这五块玻璃a、b、c、d、e中是凹透镜的是(),是凸透镜的是()
解析:
根据中间厚,边缘薄的透镜为凸透镜,那么a,c,d,e都是凸透镜。
中间薄,边缘厚的为凹透镜,所以只有b是凹凸镜。
答案:
b;a,c,d,e
2.主光轴和光心
主光轴:
通过透镜的两个球面球心的直线叫做主光轴,简称主轴,图中用点虚线来表示,如下图所示。
光心:
主光轴上有一个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这个点叫做透镜的光心,用字母“0”表示,可以认为薄透镜的中心。
如上图所示。
3.透镜对光线的作用
(1)凸透镜的会聚作用,是指凸透镜折射的光线相对于原入射光线的方向,偏向了主光轴。
比如平行于主光轴的光线经过凸透镜后将会聚到光轴的一点上。
这一点叫做凸透镜的焦点,用字母“F”表示,焦点到光心的距离叫做焦距,用字母“f”表示,如下图所示:
两侧的焦距相等。
注意:
由于光路可逆,若把点光源放在焦点上,光源射向凸透镜的的光,经凸透镜折射后会变为平行光,以此,利用凸透镜可以产生平行光。
深入理解凸透镜对光的会聚作用
1凸透镜对任何光线都有会聚作用
2会聚作用是指经透镜折射后的光线相对于入射光线更“靠拢“主光轴。
3不能将会聚作用理解成将所有的光线都会会聚到焦点上,只有平行于主光轴的光线经凸透镜折射后才会会聚到焦点上。
例题2.
在2000多年前,我国古人已能“照冰取火”,它们用冰磨成一种冰镜,使太阳光透过它能点燃柴草取火,这种冰镜应为:
A.平面镜; B.凹透镜;
C.凸透镜; D.凹面镜.
解析:
我们知道凸透镜对光线具有会聚作用,因此可以增强光照强度,使局部温度升高,从而使物体燃烧。
所以这种冰应为凸透镜。
答案:
C
(2)凹透镜对光线的发散作用,是指光线通过凹透镜折射后,折射光线相对于原入射光线,远离主光轴。
比如平行于主光轴的光线经凹凸镜折射后,变成发散光线。
发散光线的反向延长线将相较于主光轴上一点,这一点叫做凹透镜的焦点,它是虚焦点,以为它不是实际光线会聚的点。
如下图所示:
深入理解凹透镜对光的发散作用
1凹透镜对任何光线都有发散作用
2发散作用是指经透镜折射出的光线相对于入射光线更“远离”些,
3不能将发散作用理解为不能会聚与于一点。
(见例题2)
方法总结:
判断是凸透镜还是凹透镜,可以看经过透镜射出的光线相对于原来的入射光线的变化情况。
如果出射光线向主光轴方向偏折,就是凸透镜的会聚作用;如果出射光线远离主光轴向外偏折,就是凹透镜的发散作用。
例题3.
如图所示,一束光经过一个透镜后会聚于主光轴上的点A,取掉透镜后,光会聚于B点,则该透镜起到________作用(填“会聚”或“发散”),是________透镜,由此说明,能会聚于一点的透镜________(填“一定”或“不一定”)是凸透镜。
解析:
在没有透镜时,光线沿虚线方向传播,会聚到B点,在透镜的作用下会聚到了A点很显然,在透镜的作用下光线相对于原来的入射光线远离主光轴方向偏折,所以此透镜一定是凹透镜,不是凸透镜。
4三条特殊光线
(1)凸透镜的三条特殊光线
a.经过光心的光线方向不变,如下图光线①所示。
b.平行于主光轴的光线,通过凸透镜后会聚于焦点,如下图中光线②所示。
c.经过焦点射出的光线,通过凸透镜后与主光轴平行,如下图中光线③所示。
(2)凹透镜的三条特殊光线
a.平行于主光轴的光线,通过凹透镜后,折射光线的反向延长线会聚于焦点。
如下图中光线①所示。
b.经过光心的光线方向不变。
如下图中光线②所示。
c.正对凹透镜另一侧焦点射出的光线,通过凹透镜后与主光轴平行。
如下图中光线③所示。
例题4.
如下图,是经过凸透镜折射后的一条出射光
线,请你在图中画出对应的入射光线。
解析:
首先看到出射光线经过了焦点F,我们知道平行于主轴的光线通过透镜后必经过焦点,所以入射光线必然平行于主轴,如下图所示:
小结:
(1)凸透镜:
中间厚,边缘薄的透镜叫做凸透镜
凹透镜:
中间薄,边缘厚的透镜叫做凹透镜
(2)主光轴和光心的定义
(3)凸透镜对光线的会聚作用
凹透镜对光线的发散作用
(4)理解凹透镜和凸透镜的三条特殊光线
作业:
1.请你在图4甲、乙的虚线框内分别画出一个适当的光学器件,使它能够满足图中改变光路的要求。
乙甲
2.、一束光线经过某光学元件后的出射光线如图所示,则方框内放置的光学元件:
(A)只能是平面镜或凸透镜, (B)只能是凸透镜或凹透镜,
(C)只能是凹透镜或平面镜,(D)平面镜、凸透镜和凹透镜均可。
3.如图是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图,错误的是: