人教版八年級(jí)第五章透鏡及其應(yīng)用第一節(jié)透鏡講義

高效課堂*精講精練知識(shí)點(diǎn)1 透鏡情景激疑 分析、比較下圖所示的一些透鏡的截面圖。 凡是中間凸出來(lái)的都是凸透鏡，中間凹進(jìn)去的都是凹透鏡，這種說(shuō)法對(duì)嗎？教材全解 1.凸透鏡:中間厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡。 2.凹透鏡:中間薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。 3.兩個(gè)重要術(shù)語(yǔ):主光軸和光心,如下圖所示。 (1)主光軸:透鏡兩個(gè)球面球心的連線叫做透鏡的主光軸。 (2)光心:位于透鏡的中心，光通過(guò)它時(shí)傳播方向不變，用字母O表示。 知識(shí)拓展 (1)透鏡的兩個(gè)側(cè)面一般都是球面，也有部分透鏡只是一面做成球面，按其構(gòu)造的不同又分別分為雙凸、平凸、凹凸和雙凹、平凹、凸凹三種類型。 (2)近視眼鏡是凹透鏡；遠(yuǎn)視眼鏡也叫老花鏡，遠(yuǎn)視眼鏡和放大鏡都是凸透鏡。 (3)凡是透光性能優(yōu)良的材料都能磨成透鏡，如玻璃、石英、水晶、金剛石、樹(shù)脂，有機(jī)玻璃。(4)光心一般與透鏡的幾何中心重合，可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。(5)初中階段主要講透鏡，所謂“薄”是指使厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑。即學(xué)即練例1 圓面如圖所示的是一些透鏡的截面圖，其中屬于凸透鏡的是_，屬于凹透鏡的是_。（只填序號(hào))解析 中間較厚、邊緣較薄的一定是凸透鏡，如A、C、F中間較薄、邊緣較厚的一定是凹透鏡，如B、D、E。答案 A、C、FB、D、E鞏固練習(xí)1 (多選)如圖所示的光路圖中正確的是 （ ）答案 BD點(diǎn)撥 如圖所示，O為透鏡的光心，即透鏡的中心，并且一定在主光軸上，無(wú)論是凸透鏡，還是凹透鏡，來(lái)自任意方向的光線，只要經(jīng)過(guò)光心O，其出射光線方向一定不變，不會(huì)發(fā)生彎折。知識(shí)點(diǎn)2 透鏡對(duì)光的作用情景激疑將白紙鋪在水平桌面上，在玻璃杯中倒入約體積的水，放在白紙的中央；用橡皮泥將梳子齒向下豎直固定，放在玻璃杯的一側(cè)約10cm遠(yuǎn)處，打開(kāi)電筒并將光線對(duì)準(zhǔn)梳齒，光從梳齒間照射過(guò)來(lái)，被分離成一條條獨(dú)立的光束，如圖甲所示，調(diào)整杯子的位置，使光線從杯子正中通過(guò)，然后從上向下觀察這些光線(建議在暗室或光線較暗的環(huán)境實(shí)驗(yàn))，如圖乙所示。你觀察到了什么現(xiàn)象?能提出什么問(wèn)題?教材全解1.凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，能將平行光會(huì)聚于一點(diǎn)；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，能將平行光變成發(fā)散光。2凸透鏡的焦點(diǎn):凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)，常用F表示，如下圖甲所示。3焦距:焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距，常用f表示，如上圖乙所示。4.凹透鏡的焦點(diǎn):跟主光軸平行的光經(jīng)過(guò)凹透鏡后變得發(fā)散，這些光線的反向延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)，叫做凹透鏡的虛焦點(diǎn)，如下圖所示。5.凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)，凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)。知識(shí)拓展影響凸透鏡焦距的大小的因素(1)凸透鏡凸面直徑的大小，直徑越大，焦距越大。(2)凸透鏡的凸起程度，凸度越大，焦距越小。(3)凸透鏡的材料也會(huì)影響焦距的大小。即學(xué)即練例2 小明讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，用白紙?jiān)谕哥R的另側(cè)觀察太陽(yáng)光通過(guò)凸透鏡后的現(xiàn)象(如圖所示)，移動(dòng)白紙使光斑最小、最亮，此時(shí)光斑離凸透鏡10cm。據(jù)此，我們可確定此透鏡的焦距為 （ ）A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm解析 太陽(yáng)光可看做平行光，通過(guò)凸透鏡的太陽(yáng)光在白紙上會(huì)聚的那個(gè)亮點(diǎn)是此凸透鏡的焦點(diǎn)所在的位置。它到凸透鏡的距離就是此凸透鏡的焦距。所以題中凸透鏡的焦距為10cm。答案 B 例3 請(qǐng)?jiān)谙聢D的方框中填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。 解析 C中的折射光線雖然是會(huì)聚的，但相比原來(lái)的會(huì)聚光線而言，會(huì)聚程度明顯減小，故透鏡對(duì)光起了發(fā)散作用，C圖中應(yīng)填凹透鏡，同理可分析出D圖中應(yīng)填凸透鏡。答案A-凸透鏡 B-凹透鏡 C-凹透鏡 D-凸透鏡鞏固練習(xí)2 小明同學(xué)拿一透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)來(lái)回移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)在某一個(gè)位置時(shí)，白紙上將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最小最亮的光斑，則以下說(shuō)法中不正確的是( )A.此透鏡可能是凹透鏡B.此透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用C.可認(rèn)為光斑與透鏡中心的距離是該透鏡的焦距D.如果時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)看到光斑處的紙變焦 答案 A 點(diǎn)撥 凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，此現(xiàn)象是光發(fā)生了會(huì)聚，不可能是凹透鏡；實(shí)驗(yàn)中，白紙上出現(xiàn)了一個(gè)最小、最亮的光斑，說(shuō)明此透鏡對(duì)光具有會(huì)聚作用，故B正確；最小、最亮的光斑是透鏡的焦點(diǎn)位置，因此可認(rèn)為光斑與透鏡中心的距離是該透鏡的焦距；太陽(yáng)光具有能量，如果時(shí)間較長(zhǎng)，將會(huì)看到光斑處的紙變焦。 鞏固練習(xí)3 一束光在空氣中經(jīng)凸透鏡折射后，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A.一定是會(huì)聚光束 B.一定是發(fā)散光束 C.可能是會(huì)聚光束或平行光束，不可能是發(fā)散光束 D.可能是會(huì)聚光束，也可能是平行光束或發(fā)散光束 答案 D 點(diǎn)撥 從焦點(diǎn)出發(fā)的光束經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)平行射出，所以一束光在空氣中經(jīng)凸透鏡折射后不一定是會(huì)聚光束，也不一定是發(fā)散光束，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；從焦距以內(nèi)發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)發(fā)散，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。規(guī)律方法定義對(duì)光的作用焦點(diǎn)焦距透鏡凸透鏡中間厚邊緣薄會(huì)聚作用兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)焦點(diǎn)到光心間的距離凹透鏡中間薄邊緣厚發(fā)散作用兩個(gè)虛焦點(diǎn)虛焦點(diǎn)到光心間的距離重點(diǎn)難點(diǎn)*活學(xué)活用重點(diǎn)探究1 凸透鏡和凹透鏡名師指津1.透鏡的種類(1)透鏡有兩種，中間厚、邊緣薄的叫凸透鏡；中間薄、邊緣厚的叫凹透鏡。(2)通過(guò)透鏡的兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸每個(gè)透鏡都有且只有一條主光軸(3)主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)就是透鏡的光心，光心一般與透鏡的幾何中心重合，可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心，光心一般用字母“O”表示，如圖所示。2.凸透鏡和凹透鏡對(duì)光的作用(1)凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，平行于主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)聚到焦點(diǎn)上，如圖甲所示。(2)由于光在折射時(shí)光路是可逆的，若把光源放在焦點(diǎn)上，光源射向凸透鏡的光，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后將變?yōu)槠叫泄鈱?shí)驗(yàn)室可以利用凸透鏡得到平行光如圖乙所示。(3)凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用，并不一定會(huì)聚到焦點(diǎn)或點(diǎn)，而是指光線通過(guò)凸透鏡折射后，折射光線比原來(lái)的入射光線沿原方向傳播更靠近主光軸，使它的光束變窄。(4)凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，是指光線通過(guò)凹透鏡折射后，折射光線比原來(lái)的入射光線沿原方向傳播更遠(yuǎn)離主光軸，使經(jīng)過(guò)它的光束變寬。典例探究例1 有少數(shù)游客在山上游玩時(shí)將未喝完的礦泉水瓶亂扔，這樣做既污染了環(huán)境，同時(shí)還可能引起山林火災(zāi)。這是因?yàn)榈V泉水瓶就相當(dāng)于一個(gè)_鏡，晴天強(qiáng)太陽(yáng)光照射它時(shí)，它對(duì)光線會(huì)產(chǎn)生_作用，從而使局部溫度過(guò)高,引起枯葉著火。解析 有水的礦泉水瓶會(huì)形成一個(gè)中間厚邊緣薄的水凸透鏡水凸透鏡對(duì)太陽(yáng)光有會(huì)聚作用，形成溫度比較高的光點(diǎn),容易點(diǎn)燃枯葉，發(fā)生火災(zāi)。答案凸透會(huì)聚變式訓(xùn)練1 如圖所示是光線A、B經(jīng)過(guò)透鏡折射后的傳播情況，虛線處放置的透鏡是_透鏡。答案 凹點(diǎn)撥 在上圖中，若入射光線不經(jīng)過(guò)透鏡會(huì)在C點(diǎn)會(huì)聚，經(jīng)過(guò)透鏡后折射光線在D點(diǎn)會(huì)聚，D點(diǎn)相對(duì)C點(diǎn)滯后了，表明折射光線相對(duì)原入射光線發(fā)散，而凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，故橫線上填“凹”。重點(diǎn)探究2 凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線名師指津 用對(duì)照法學(xué)習(xí)凸透鏡和凹透鏡的三條特殊光線： 項(xiàng)目 種類 內(nèi)容入射光線折射光線圖例凸透鏡平行于主光軸的經(jīng)過(guò)另一側(cè)的焦點(diǎn)經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的或從焦點(diǎn)發(fā)出的平行于主光軸經(jīng)過(guò)光心的不改變傳播方向凹透鏡平行于主光軸的折射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過(guò)同側(cè)焦點(diǎn)經(jīng)過(guò)凹透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)的平行于主光軸經(jīng)過(guò)光心的不改變傳播方向典例探究例2 完成如圖所示的光路圖。解析 通過(guò)