初中物理透镜及其作用.docx

1、初中物理透镜及其作用第5章 透镜及其应用第一节 透镜一、凸透镜和凹透镜1、远视镜片中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；近视镜片中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。种类定义光学符号图示应用性质凸透镜（会聚透镜）中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜放大镜、远视眼镜的镜片对光线有会聚作用凹透镜（发散透镜）中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜近视眼镜的镜片对光线有发散作用注意1：凸面镜和凸透镜区别凸透镜和凸面镜是不同的光学元件，凸透镜是中间厚边缘薄的透镜，凸面镜是利用球的外表面做反射面的面镜。凸透镜是利用光的折射规律，凸面镜是利用光的反射规律。注意2：凹面镜与凹透镜的区别凹面镜是不透明的,面镜（包括凸面镜）不是使光线透过,而是反

2、射回去成像的仪器,光线遵守反射定律。凹面镜的应用：（1）利用凹面镜对光线的会聚作用:太阳灶.（2）利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯.凹透镜是两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体,中间部分较薄,称为凹透镜.在光疏介质中使用时,能对入射光束起发散作用,故又称发散透镜.又因其焦距为负,又称负透镜.凹透镜所成的像总是小于物体的、直立的虚像,凹透镜主要用于矫正近视眼。2、主光轴和光心通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴，画主轴应用“点画线”；每个透镜主光轴上有个特殊的点，凡是通过这个点的光，其传播方向不变，这个点叫做光心，光心用字母“

3、O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。（薄透镜：透镜的厚度远小于球面半径）二、透镜对光的作用1、凸透镜对光有会聚作用，即光折射后偏向主轴；因此，凸透镜也叫会聚透镜。3、凹透镜对光有发散作用，即光折射后偏离主轴；因此，凹透镜也叫发散透镜。例题1：不平行的光束经凹透镜折射后，其折射光线（）A. 不能交于一点B. 一定是平行的C. 可能交于一点D. 一定交于一点解析：凹透镜对光线有发散作用，不平行的光束经过凹透镜折射后，一定变得比折射前发散，会出现：（1）可能是会聚光束，交于一点，可能变成发散光束，不会交于一点，故AD错误，C正确；（2）可能变成平行光线，这是折射前射向凹透镜焦点的光线，是一

4、种特殊情况，B选项太绝对，故B错误；故选C三、焦点和焦距1、平行于主光轴光线通过凸透镜折射后会聚于主轴上的某一点，这个点叫做焦点，用字母“F”表示；反向也成立，所以凸透镜有两个焦点。2、焦点到光心的距离叫做焦距，用字母“f”表示；焦距越短，会聚作用越强。3、凸透镜的两侧各有一个焦点，它们到光心的距离相等。4、平行于主轴的光线通过凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线交于主轴上的点，没有实际光线交于这点，故为虚焦点（F）。有两个补充理解：通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜较厚的一端偏折。四、凸透镜焦距的测量-平行光聚焦法1、把凸透镜正对阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，

5、直至纸上出现的光斑变得最小、最亮，此光斑所在处即为凸透镜的焦点。2、用刻度尺测量出这个最小、最亮的光斑到凸透镜光心的距离，即为焦距f（利用的物理知识是：“平行于主光轴的光线通过凸透镜后会折射成为过焦点的光线”。太阳光为平行光，通过凸透镜后会聚于焦点处。该方法误差较大，只能作为粗测焦距的方法）另：3、二倍焦距法：在光具座上一次放置蜡烛、凸透镜和光屏，然后点燃蜡烛并使蜡烛火焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度，接着调节蜡烛火焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，直到光屏上的像与蜡烛火焰等大为止，此时用刻度尺测出物距。物距的一半就等于焦距。（利用的物理知识是：当物体在二倍焦距处时，其所成的像

6、在二倍焦距处、且成的是倒立、等大、实像。）五、三种特殊光线1、过光心的光线，经透镜折射后，其传播方向不改变；2、平行于主轴的光线，经凸透镜折射后将会聚于异侧焦点，（利用这一点可测凸透镜的焦距）经凹透镜折射后将变得发散，其折射光线的反向延长线过同侧焦点；3、对凸透镜来说，从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行主轴射出；对凹透镜来说，延长线过焦点的光经凹透镜折射后将平行主轴射出。例题2：完成下列光路图答案：例题3：完成下列光路图分析：（1）凸透镜三条特殊光线的作图：通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点；过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变（2）凹透镜

7、三条特殊光线的作图：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴；平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变解答：解：凸透镜中，折射光线与主光轴平行，则入射光线过焦点凸透镜中，折射光线过焦点，则入射光线与主光轴平行过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变凹透镜中，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变如图所示：第二节 生活中的透镜一、照相机(传统)1、镜头的作用就相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）的光经镜头折射后会聚在胶片上，形成被照物体的像。2、照相机工作

8、原理：来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上形成被照物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片。当物距（物体到光心的距离，用“U”表示）大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像（实际光线会聚而成的像）。3、成像特点（1）照相机成缩小、倒立的实像（光屏上能接收）（2）像距小于物距（3）像与物体位于凸透镜的两侧例题1：用一架焦距不变的照相机，给一个人照了一张全身像，若要再给这个人照一张半身像，应该( )A使照相机的镜头离人远些，并减小镜头到底片的距离B使照相机的镜头离人远些，并增大镜头到底片的距离C使照

9、相机的镜头离人近些，并增大镜头到底片的距离D使照相机的镜头离人近些，并减小镜头到底片的距离 _解析：底片大小不变，从全身像到半身像，实际上是人的像变大了，根据照相机的调节方法，要想使底片上的像变大，人离镜头要近一些，像离镜头要远一些。因此照相机镜头应离人近一些，同时镜头往前伸，使暗箱长一些答案：C例题2：小明用照相机给小丽照了一张全身的2寸像后，小丽又要照一张2寸的半身像，此时小明应将（ ）A相机与人的距离加大，相机的暗箱长度缩短B相机与人的距离加大，相机的暗箱长度增长C相机与人的距离缩小，相机的暗箱长度缩短D相机与人的距离缩小，相机的暗箱长度增长解析：减小物距，增大像距可以做到，选D例题3：

10、小丽用照相机对远处的同学进行拍照，拍出的底片如图乙所示，若相机的焦距不变，要使底片的像如图甲所示，则（ ）A小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往前伸B小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往后缩C小丽离被拍同学的距离远些，镜头要往后缩D小丽离被拍同学的距离近些，镜头要往前伸解析：根据照相机成像原理，要使成像变小要拉大物距，减小像距，选C。例题4：小丽和小刚用相同的相机对远处的同一景物进行拍照，洗出的底片分别为图甲和乙所示，则（ ） A小丽离被拍景物距离远 B小刚和小丽离被拍景物距离一样远 C小刚要使底片上的像与小丽的一样大，小刚移动位置后，镜头要往前伸 D小刚要使底片上的像与小丽的一样大，小刚移动位置

11、后，镜头要往后缩 解析：凸透镜成像的规律知道成实像时的动态变化规律是：物近像远像变大，物远像近像变小由图可知，甲图的像大于乙图的像，根据物远像近像变大，即物体离凸透镜远，则像距小，像也小，所以乙图的物体离照相机远，即小丽拍摄的物体离相机近；小刚要使底片上的像与小丽的一样大，小刚应靠近拍摄物，同时镜头往后缩，选D。二、投影仪（幻灯机）1、镜头的作用就也相当于一个凸透镜。来自投影片（物体）的光，经凸透镜折射后会聚于天花板上，形成图案的像。2、投影仪的工作原理：当物距小于2倍焦距大于焦距时，成倒立、放大的实像。3、成像特点（1）投影仪（或幻灯机）成放大、倒立的实像（2）投影仪中平面镜的作用是用来改变

12、光路（3）像距大于物距（4）像与物体位于凸透镜的两侧例题5：下列光学仪器中，成放大实像的是（）A放大镜 B照相机 C幻灯机 D平面镜解析：A、放大镜成的是一个正立、放大的虚像，故错误；B、照相机成的是一个倒立、缩小的实像，故错误；C、幻灯机成的是倒立、放大的实像，故正确；D、平面镜所成的像是等大的正立的虚像，故错误；故选C4、使用办法投影片移近镜头，并使屏幕远离投影仪，像变大。投影片远离镜头，并使屏幕移近投影仪，像变小。三、放大镜1、实质：放大镜实质上是一个焦距较短的凸透镜。2、使用方法：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，就可以看清物体的细微之处，起到放大图像的作用。3、放大镜的工作原

13、理：当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像（实际光线的反向延长线相交而成的像）。4、成像特点（1）成正立放大的虚像（光屏接收不到）（2）像与物体位于凸透镜的同侧四、实像与虚像照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚在胶片和屏幕上所成的像，这种像叫做实像。实像都是倒立的放大镜所成的像实际是出射光线的反向延长线所形成的虚像（物象同侧，不能用光屏接收）。虚像都是正立的上面三个是实像，下面三个是虚像。例题6:现有五种光学元件：A平面镜B凹面镜C凸面镜D凹透镜E凸透镜请你判断下面的器材应选用的光学元件，把序号填在相应的空格内：(1)潜望镜_(2)放大镜_(3)照相机镜头_(4)汽车观后镜_(5)太

14、阳灶_(6)交通镜_(7)幻灯机镜头_(8)手电筒-解析：(1)A(2)E(3)E(4)C(5)B(6)C(7)E|（8）凹面镜第三节 凸透镜成像的规律一、“探究凸透镜成像的规律”实验我们需要研究的问题：像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？做实验时我们改变什么？观察什么？记录什么？实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏（只能接收实像）、刻度尺、火柴a、物距u：是蜡烛到透镜光心的距离；b、像距V：是指像到光心的距离；c、焦距f：凸透镜将平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫焦点（F）。焦点与光心之间的距离叫焦距f实验时注意事项：（1）实验前先确定凸透镜焦距f= * cm（2）保持蜡烛、凸透镜、光屏在同一高

15、度上（3）保持蜡烛、凸透镜、光屏在同一条直线上（以上两点保证光屏接收物体成的像）（4）固定凸透镜（研究物距）（5）移动蜡烛改变物距u，然后移动光屏找到成最清晰像的位置（其他位置是光斑）（6）测出像距V，观察像的虚实、大小、正倒b、在光具座上，凸透镜应置于蜡烛和光屏之间；应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，以使像呈现在光屏的中央。二、凸透镜成像规律照相：倒立缩小实像；看电影：放大实像；放大镜：放大虚像。为什么都是凸透镜成的像不同呢？数据表格：f=？Cm物距u/cm像距V/cm像的特点实验步骤：1、在光具座上依次将蜡烛、凸透镜、光屏放好，使三者在同一高度、同一直线上。2、点燃蜡烛，在光

16、具座上固定凸透镜，调节蜡烛和光屏的位置，使光屏座上出现蜡烛清晰的像；观察所成像的特点，用刻度尺测出物距u1、像距V1，一起记录在数据表格上。3、移动蜡烛距透镜的距离，调整光屏的位置，使光屏上出现清晰的像；观察所成像的特点，用刻度尺测出物距u2、像距V2，一起记录在数据表格上。4、仿照步骤3，再实验4次，分别记录u3-u6和像距V3-V6，观察每次成像的特点，并记录在表格中。另一个实验步骤样式（加深理解）：1、实验器材组装：将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，点燃蜡烛，调整光屏和凸透镜的高度，使蜡烛、凸透镜、光屏三者在同一高度。2、由大到小的改变物距，移动光屏，直到光屏上出现最清晰的像为止。

17、3、此时物距为30cm，凸透镜成倒立缩小的实相，像距为14.6cm。4、减小物距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像为止。此时物距为20cm，凸透镜成倒立等大的实像，像距为20cm。5、减小物距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像为止。此时物距为13cm，光屏上成倒立、放大的实相，像距为40cm。6、继续减小物距，使物距为10cm，移动光屏，观察凸透镜所成的像。在光屏上观察不到烛焰所成的清晰的像，此时凸透镜不成像。7、继续减小物距，移动光屏，观察凸透镜所称的像此时物距为6cm，无论怎样移动光屏，都观察不到烛焰的像。站在凸透镜的另一侧观察蜡烛，观察到烛焰成正立放大的虚像。8、记录结果完成实验。利用三

18、条特殊光线画凸透镜成像规律图物距像距 像的性质 应用U2f2fVf倒立缩小实像照相机、眼睛U=2fV=2f倒立等大实像2fUfV2f倒立放大实像幻灯机、投影仪U=f不成像，得到平行光平行光源U2f，像距应fv2f，即光屏应向右移动能出现清晰的像。故A错B对；同理，当为凸透镜L2时，像距应20v40的位置才能看到清晰的像。例题7：如图所示，在探究“凸透镜成像规律”的实验中，依次将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。下表是小华同学实验时记录的几组数据：实验次数物距u/cm像距v/cm13015220203153045/（1）第4次实验时所成像的特点是

19、。（2）当光屏上得到一个倒立缩小的实像时，保持透镜的位置不变，要使屏上的像变大些，应将蜡烛 透镜，将光屏 透镜。（选填“靠近”或“远离”）（3）第1次实验时，小华将一近视眼镜紧贴在凸透镜的前面，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向 （选填“靠近”或“远离”）透镜方向移动。解析：（1）由第2次实验可知，u=v=2f，所以f=10cm，在第4次实验是u=5cm，所成的像是正立放大虚像；（2）根据凸透镜成像规律“物近像远像变大”，要使屏上的像变大，应将蜡烛靠近透镜，让光屏远离透镜（3）近视镜是凹透镜，对光学有发散作用，因此小华将近视镜紧贴在凸透镜的前面，减缓了光线的会聚，所成的像远离凸透镜，要在光

20、屏上再次得到清晰的像，应将光屏远离透镜方向移动。三、小孔成像、平面镜成像和凸透镜成像的比较光学元件成像原理像的性质小孔光的直线传播倒立实像平面镜光的反射正立等大的虚像凸透镜光的折射物距不同，所成像的性质就不同四、平面镜与凸透镜成虚像的比较光学元件成虚像的条件虚像的特点平面镜物在镜前正立等大的虚像凸透镜物距小于焦距正立放大的虚像例题8：如下图是“探究凸透镜成像的规律”实验装置示意图，凸透镜的焦距是20cm，如图的情景，眼睛可能观察到烛焰经凸透镜折射所成的虚像的是下列哪幅图？（ ）解析：试题分析：当时凸透镜成像为正立放大的虚像。此时人在凸透镜的另一侧通过凸透镜可以在物体的同侧看到虚像。所以B正确第

21、四节 眼睛和眼镜一、眼睛1、眼睛的基本结构：眼球好象一架照相机。眼球由角膜、睫状体、晶状体、瞳孔、虹膜、玻璃体、视网膜等构成。眼睛上的结构相当于：晶状体-凸透镜景物-蜡烛视网膜-光屏盲点在哪里？2、看到物体的过程：晶状体和角膜的共同作用相当于一个可以改变焦距的凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体。（通俗地讲就是：物体射入眼睛里的光经过“凸透镜”折射后在视网膜上形成的像，刺激在视网膜上的感光细胞，通过视神经传给大脑产生视觉，于是我们就看到物体。）成的是倒立缩小的实像3、当睫状体放松时，晶状体变薄，焦距变长，

22、就可以看清远处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最远点叫做眼睛的远点，正常眼睛的远点在无限远；当睫状体收缩时，晶状体变厚，焦距变短，就可以看清近处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最近点叫做眼睛的近点，正常眼睛的近点在大约10cm处。4、正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。例题1：正常人的眼睛自我调节能力很强，通过调节晶状体的平凸程度，可以使远处物体和近处物体都成像在视网膜上，此时眼睛的调节功能相当于调节凸透镜的（ ）A物距B像距C焦距D口径的大小解析：眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，外界的物体通过凸透镜成像在光屏上视网膜到晶状体的距离不变，即像

23、距不变，由于远处的物体和近处的物体通过晶状体成像的位置不同，为了使像始终成在视网膜上，就需要调节晶状体的平凸程度，来改变晶状体（凸透镜）的焦距故选C二、近视眼及其矫正1、特点：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。2、原因：产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处的某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凹透镜。光线过来先发散再会聚。三、远视眼及其矫正1、特点：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。2、原因： 产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑。3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凸透镜。例题2：在图中，图（填“甲”或“乙”）表示远视眼成像示意图矫正远视眼应配戴眼镜的镜片是透镜（填“凸”或“凹”）解析：远视眼是由于晶状体曲度变小，会聚能力减弱，像呈在视网膜的后方，应佩戴凸透镜进行矫正解答：解：从