棱鏡和透鏡[教師助手]

1、知識回顧知識回顧 1學校課堂 不同介質(zhì)的折射率是不同的。不同介質(zhì)的折射率是不同的。 當入射角增大到某一角度，使折射角達到當入射角增大到某一角度，使折射角達到90度時，度時， 折射光完全消失，只剩下反射光這種現(xiàn)象就叫做折射光完全消失，只剩下反射光這種現(xiàn)象就叫做 光的全反射現(xiàn)象。光的全反射現(xiàn)象。 光的全反射現(xiàn)象光的全反射現(xiàn)象 2學校課堂 光纖的作用光纖的作用 光纖的應用光纖的應用 光導纖維光導纖維 3學校課堂 第一章第一章 光的折射光的折射 1.3 1.3 棱鏡和透鏡棱鏡和透鏡 4學校課堂 導入新課導入新課 棱鏡棱鏡 透鏡透鏡 5學校課堂 教學目標教學目標 什么是棱鏡什么是棱鏡?什么是透鏡什么是透

2、鏡? 知道光經(jīng)過棱鏡和透鏡是如何變化的。知道光經(jīng)過棱鏡和透鏡是如何變化的。 理解什么是透鏡的屈光度。理解什么是透鏡的屈光度。 6學校課堂 本節(jié)導航本節(jié)導航 1.棱鏡棱鏡 2.透鏡透鏡 7學校課堂 棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡，棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡， 通常簡稱為棱鏡（通常簡稱為棱鏡（prism）。棱鏡可以改變光）。棱鏡可以改變光 的傳播方向，還可以使白光發(fā)生色散。的傳播方向，還可以使白光發(fā)生色散。 1.棱鏡棱鏡 8學校課堂 光從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入，從另一個光從玻璃棱鏡的一個側(cè)面射入，從另一個 側(cè)面射出，射出的方向明顯地向著棱鏡底面偏側(cè)面射出，射出的方向明顯地向著棱鏡底面偏

3、 著。著。 9學校課堂 這是因為光在棱鏡的兩個側(cè)面上發(fā)生折射這是因為光在棱鏡的兩個側(cè)面上發(fā)生折射, 每次折射都使光線向底面折射的緣故。偏著的每次折射都使光線向底面折射的緣故。偏著的 程度用偏向角程度用偏向角表示。表示。 10學校課堂 在光學儀器中，常常用橫截面是等腰直角三在光學儀器中，常常用橫截面是等腰直角三 角形的棱鏡來改變光路。由于玻璃對空氣的臨界角形的棱鏡來改變光路。由于玻璃對空氣的臨界 角小于角小于45度，所以在下面所示的各種情況中都會度，所以在下面所示的各種情況中都會 發(fā)生全反射。因此這種棱鏡也叫全反射棱鏡。發(fā)生全反射。因此這種棱鏡也叫全反射棱鏡。 11學校課堂 甲：棱鏡使光束放心改

4、變了甲：棱鏡使光束放心改變了90。 乙：棱鏡使光束方向改變了乙：棱鏡使光束方向改變了180。 12學校課堂 望遠鏡為了獲得較大望遠鏡為了獲得較大 的放大倍數(shù)，鏡筒要很長，的放大倍數(shù)，鏡筒要很長， 使用兩塊這種棱鏡，就能使用兩塊這種棱鏡，就能 縮短鏡筒的長度?？s短鏡筒的長度。 13學校課堂 圖例圖例 14學校課堂 白色光通過棱鏡會發(fā)生色散，表明不同色白色光通過棱鏡會發(fā)生色散，表明不同色 光通過棱鏡后的偏向角不同。偏向角不同，表明光通過棱鏡后的偏向角不同。偏向角不同，表明 棱鏡材料對不同色光的折射率不同。實驗表明，棱鏡材料對不同色光的折射率不同。實驗表明， 紅光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。紅光

5、的偏向角最小，紫光的偏向角最大。 表明棱鏡材料對紅光的折射率比紫光的小。表明棱鏡材料對紅光的折射率比紫光的小。 15學校課堂 由于不同色光通過棱鏡后的偏向角不同，可由于不同色光通過棱鏡后的偏向角不同，可 以利用棱鏡把復色光分解成光譜，制成各種光譜以利用棱鏡把復色光分解成光譜，制成各種光譜 儀，如分光鏡、單色儀、攝譜儀等。儀，如分光鏡、單色儀、攝譜儀等。 16學校課堂 單色儀單色儀 分光鏡分光鏡 攝譜儀攝譜儀 17學校課堂 近視鏡和遠視鏡的鏡片都是透鏡。近視鏡和遠視鏡的鏡片都是透鏡。 透鏡由透鏡由 兩個折射曲面組成，折射曲面一般是球面或平面。兩個折射曲面組成，折射曲面一般是球面或平面。 2.透鏡

6、透鏡 18學校課堂 透鏡的種類透鏡的種類 遠視鏡片邊緣薄、中間厚，叫做凸透鏡；遠視鏡片邊緣薄、中間厚，叫做凸透鏡； 近視鏡邊緣厚、中間厚，叫做凹透鏡。近視鏡邊緣厚、中間厚，叫做凹透鏡。 19學校課堂 在透鏡的中部有一個特殊點，當光線透在透鏡的中部有一個特殊點，當光線透 過該點時，傳播方向不發(fā)生改變。這個點叫過該點時，傳播方向不發(fā)生改變。這個點叫 做光心，以做光心，以O表示。通過光心表示。通過光心O的任意直線叫的任意直線叫 做透鏡的光軸。通過透鏡兩個球面的球心做透鏡的光軸。通過透鏡兩個球面的球心C1 和和C2的光軸，叫做主光軸，簡稱的光軸，叫做主光軸，簡稱主軸主軸。 20學校課堂 可以把透鏡看做

7、是由許多頂角不通的棱鏡可以把透鏡看做是由許多頂角不通的棱鏡 組成的。組成的。 大家談大家談 為什么凸鏡為什么凸鏡 對光束有會聚作對光束有會聚作 用，凹透鏡對光用，凹透鏡對光 束有發(fā)散作用。束有發(fā)散作用。 說一說說一說 21學校課堂 透鏡的厚度通常比它的球面半徑小得多，這透鏡的厚度通常比它的球面半徑小得多，這 種透鏡叫做種透鏡叫做薄透鏡薄透鏡。 平行于主光軸的光通過凸透鏡后，會聚于主平行于主光軸的光通過凸透鏡后，會聚于主 軸上的一點（圖中的點），這個點叫做凸透鏡的軸上的一點（圖中的點），這個點叫做凸透鏡的 焦點焦點（focus）.從焦點到光心從焦點到光心O的距離叫做的距離叫做凸透鏡凸透鏡 的焦距

8、的焦距（focal length），用符號），用符號f表示。表示。 22學校課堂 根據(jù)光路可逆原理，在凸透鏡的焦點放一個根據(jù)光路可逆原理，在凸透鏡的焦點放一個 光源，它就將發(fā)散光束變成平行光。光源，它就將發(fā)散光束變成平行光。 實驗室中使實驗室中使 用的用的平行光平行光 管管正是利用正是利用 凸透鏡這一凸透鏡這一 特性制成的。特性制成的。 23學校課堂 平行于主光軸的光通過凸透鏡后，變得發(fā)平行于主光軸的光通過凸透鏡后，變得發(fā) 散，這些發(fā)散的光線看起來好像是從他們的反向散，這些發(fā)散的光線看起來好像是從他們的反向 延長線的交點延長線的交點F發(fā)出來的，點發(fā)出來的，點F也在主軸上，叫也在主軸上，叫 做凸

9、透鏡的做凸透鏡的焦點焦點。同樣，凸透鏡也有焦距。同樣，凸透鏡也有焦距f。 24學校課堂 由于凸透鏡的焦點不是實際光線由于凸透鏡的焦點不是實際光線 會聚的，我們把凸透鏡的焦點稱為會聚的，我們把凸透鏡的焦點稱為 “虛虛”焦點。相應地，凸透鏡的焦點焦點。相應地，凸透鏡的焦點 稱為稱為“實實”焦點。焦點。 25學校課堂 注意注意 凸透鏡的折射率越大，焦距也越短，對光凸透鏡的折射率越大，焦距也越短，對光 線的會聚作用也越明顯。線的會聚作用也越明顯。 透鏡焦距的長短反映了透鏡對光線偏折本領透鏡焦距的長短反映了透鏡對光線偏折本領 的大小。的大小。 26學校課堂 透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦距的倒數(shù)叫做焦度焦度，

10、用符號，用符號表示，即表示，即 = 透鏡的焦度越大，對光線的偏折本透鏡的焦度越大，對光線的偏折本領越大。領越大。 焦度的單位叫做焦度的單位叫做屈光度屈光度。 f 1 1屈光度屈光度= =1m-1 1m 1 27學校課堂 如果透鏡的焦距是如果透鏡的焦距是1m，它的焦度就是，它的焦度就是1 屈光度。屈光度。 通常眼鏡片的度通常眼鏡片的度 數(shù)等于屈光度的數(shù)等于屈光度的100 倍。即倍。即100度的眼鏡度的眼鏡 片，它的焦度是片，它的焦度是1屈屈 光度，焦距是光度，焦距是1m。 28學校課堂 廣角鏡廣角鏡 怎樣選擇和保養(yǎng)眼鏡片？怎樣選擇和保養(yǎng)眼鏡片？ 患近視或者遠視的同學在配眼鏡時，都患近視或者遠視的

11、同學在配眼鏡時，都 比較注意驗光，以便正確選擇鏡片的屈光度比較注意驗光，以便正確選擇鏡片的屈光度。 29學校課堂 第一要選材料第一要選材料 第二要選折射率第二要選折射率 第三要選鏡片表面處理第三要選鏡片表面處理 還應注意眼鏡的保養(yǎng)還應注意眼鏡的保養(yǎng) 1 2 3 4 另外也很注意選擇美觀的鏡架，卻往往另外也很注意選擇美觀的鏡架，卻往往 忽視鏡片的選擇，實際上，鏡片的選擇大有忽視鏡片的選擇，實際上，鏡片的選擇大有 學問。學問。 30學校課堂 想一想想一想 31學校課堂 32學校課堂 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡。棱鏡是橫街面為三角形或梯形的三棱鏡。 透鏡由兩個折射曲面組成，

12、折射曲面一透鏡由兩個折射曲面組成，折射曲面一 般是球面或平面。般是球面或平面。 33學校課堂 1屈光度屈光度=1m-1 1m 1 透鏡的焦度越大，對光線的偏折本領越透鏡的焦度越大，對光線的偏折本領越 大。焦度的單位叫做屈光度。大。焦度的單位叫做屈光度。 34學校課堂 1.解：解： 教材習題答案教材習題答案 35學校課堂 2.解：解： （1）根據(jù)內(nèi)反射及五角棱鏡的幾何關系作圖。）根據(jù)內(nèi)反射及五角棱鏡的幾何關系作圖。 36學校課堂 （2）這種棱鏡主要是將輸入的光或圖像）這種棱鏡主要是將輸入的光或圖像 偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)90，其特點是當像偏轉(zhuǎn)，其特點是當像偏轉(zhuǎn)90的時候，的時候， 它既不會反向也不會顛倒。這種棱鏡的設計它既不會反向也不會顛倒。這種棱鏡的設計 使得無論光線與光軸間的角度如何，所有通使得無論光線與光軸間的角度如何，所有通 過有效孔徑的光線都同樣偏轉(zhuǎn)過有效孔徑的光線都同樣偏轉(zhuǎn)90度角。度角。 37學校課堂 3.解：解： 由于材料對紅光的折射率比紫光的小，所由于材料對紅光的折射率比紫光的小，所 以從以從CD面射出的光在靠近面射出的光在