初二物理透鏡及其應(yīng)用專題講義--生

1、教育學(xué)科教師輔導(dǎo)講義年 級(jí)：初二學(xué)員姓名：輔導(dǎo)科目：物理學(xué)科教師：老師授課類型新授學(xué)習(xí)內(nèi)容測(cè)量教學(xué)內(nèi)容一、透鏡的基本概念:1、透鏡的特點(diǎn)(1)透鏡：由透明玻璃做成，一面或兩面磨成球面的光學(xué)元件。(2)透鏡的種類：凸透鏡-中間厚邊緣薄的透鏡；凸透鏡凹透鏡(3)主光軸與光心：主光軸 -透鏡上通過兩個(gè)球心的直線；光 心-每個(gè)透鏡的主光軸上都有一個(gè)特殊的點(diǎn)，透過該點(diǎn)的光線傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做光心。用字母“ O”表示。(透鏡中心可認(rèn)為是光心)2、透鏡對(duì)光線的作用(1)凸透鏡：凸透鏡能使與主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)。用字母“F表不。焦點(diǎn)(F )到光心(O)的距離叫做

2、焦距。用“ f ”表示。凸透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，且凸透鏡兩側(cè)的焦距相等。(2)凹透鏡：凹透鏡能使與主光軸平行的光線通過凹透鏡折射后變得發(fā)散，且發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線都交于一 點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凹透鏡的虛焦點(diǎn)。用字母“ F ”表示。這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛 焦點(diǎn)。虛焦點(diǎn)(F )到光心(O)的距離叫做焦距。用“ f ”表示。凹透鏡兩側(cè)各有一個(gè)虛焦點(diǎn)，且凹透鏡兩側(cè)的焦距相等。3、透鏡中的三條特殊光路(1)通過光心的光線不改變傳播方向(2)對(duì)于凸透鏡，平行于主光軸的光線經(jīng)折射后通過它的焦點(diǎn)；對(duì)于凹透鏡，平行于主光軸的光線經(jīng)折射后，折射光線的反向延長(zhǎng)線經(jīng)過它的虛焦點(diǎn)。(3)對(duì)于凸透鏡，通過焦點(diǎn)的光

3、線經(jīng)折射后平行于主光軸；對(duì)于凹透鏡，正向延長(zhǎng)線通過虛焦點(diǎn)的光線經(jīng)折射后平行于主光軸。104、正確理解“會(huì)聚”與“發(fā)散”(1)由凸透鏡對(duì)光線的作用圖不難發(fā)現(xiàn)：焦距越小的透鏡，對(duì)光線的會(huì)聚(發(fā)散)作用越強(qiáng)；(2)凸透鏡：對(duì)光線有會(huì)聚作用，但不一定會(huì)聚到一點(diǎn)，而是指光線通過凸透鏡折射后，折射光線比原來的入射 光線沿原方向傳播更靠近主光軸，使它的光束變窄。凹透鏡：對(duì)光線有發(fā)散作用，是指光線通過凹透鏡折射后，折射光線比原來的入射光線沿原方向傳播更遠(yuǎn)離主光軸，使經(jīng)過它的光束變寬。二、例題1、完成下圖中的光路圖.2、畫出下圖中未知的入射線、反射線、折射線或反射面的位置。凸透鏡n3、根據(jù)光線的方向，在下圖的方

4、框中填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。凸透鏡的光路圖中有三條特殊光線，它們的傳播方向是特定的,掌握這同時(shí)對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的作圖法得出有重要作用。2f三條光線的具體傳播情況， 不但對(duì)凸透鏡的光路圖的畫法有幫助,a三、凸透鏡中三條特殊光線的應(yīng)用k(uu>u=2f>圖1凸透鏡三條特殊光線：（1）過光心的光線，其傳播方向不改變;(2)凸透鏡的光線折射后將平行主光軸傳播。三條光線的傳播方向如圖2f平行主光軸的光線過焦點(diǎn)；（3）過焦點(diǎn)射向1所示。u=u<（1） 當(dāng)u > 2f時(shí)，f <v < 2f ,成倒立、縮小的實(shí)像T 二一（2）當(dāng)u = 2 f時(shí)，v = 2 f ,成倒立、等大的

5、實(shí)像（3） 當(dāng)f < u < 2 f時(shí)，v A 2 f ,成倒立、放大的實(shí)像（4） 當(dāng)u = f時(shí)不能成像（5） 當(dāng)U < f時(shí)成正立、放大的虛像四、凸透鏡的成像規(guī)律物距像的特點(diǎn)像距異同側(cè)應(yīng)用u>2f倒立縮小實(shí)像f<v<2 f異側(cè)照相機(jī)、眼睛u=2f倒立討實(shí)像v=2f異側(cè)物像距離最小f<u<2f倒立放大實(shí)像v>2f異側(cè)電影、投影儀、幻燈機(jī)u=f不成像，得到一束平行光車頭燈、測(cè)凸透鏡焦距u<f正立放大虛像同側(cè)放大鏡五、實(shí)像和虛像的區(qū)別和聯(lián)系比較實(shí)像虛像不 同成像原理由實(shí)際光線會(huì)聚有實(shí)際光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而成承接方式能用光屏承接不能用光

6、屏承接相同都能用眼睛看到口訣記憶：一倍焦距分虛實(shí)（即物距在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像）；二倍焦距分大?。次锞嘈《督咕啵煞糯蟮南?，焦點(diǎn)除外；物距大于焦距成縮小的像)；實(shí)像總是異側(cè)倒立的，虛像總是同側(cè)正立的。成像規(guī)律：無論物體成實(shí)像還是成虛像,.只要物體向焦點(diǎn)靠近時(shí),.像就會(huì)逐漸變大，,像距也變大;.反之,.物體向.著遠(yuǎn)離焦點(diǎn)處移動(dòng)時(shí)，,像就會(huì)逐漸變小，,像距也變小。.注意：.凸透鏡在成實(shí)像時(shí)，.像和物相比上下、.左右均顛倒;.像和物的運(yùn)動(dòng)方向也是上下相反,.左右相反。.5、凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，燭焰、凸透鏡、光屏的中心 大致在 同一高度，目的是 使?fàn)T焰的像成在光屏的中心 。若實(shí)驗(yàn)時(shí)

7、無論怎樣移動(dòng)光屏都不能得到像，可能原因：蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)；蠟燭在焦點(diǎn)上；燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；蠟燭到透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)處，光屏無法移到該處。七、照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡照相機(jī)原理：照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，當(dāng)物體到鏡頭的距離大于二倍焦距時(shí)，底片上就成了一個(gè)倒立、縮小的實(shí) 像。物體離照相機(jī)越 遠(yuǎn)，底片上成的像越小，而鏡頭離底片越 近.幻燈機(jī)原理平面反射鋪 I次他碗 善粲 整.r.!l光反幻燈機(jī)和投影儀原理:幻燈機(jī)和投影儀的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,當(dāng)物體到凸透鏡的距離在大于一倍焦距，小于二倍焦距時(shí)，成倒立、放大、實(shí)像。放大鏡(3)放大鏡：焦距較短的凸透鏡(焦距較短)成立

8、的性質(zhì)：正立的、放大的虛像。注意點(diǎn):所謂放大、縮小是像的大小與物體大小比較。變大、變小是物距不同時(shí)，像與像的大小比較。(1)近視眼(2)遠(yuǎn)視眼像的倒立、正立是指像的上下位置與物體的上下位置比較是否顛倒，并不是生活中的“倒立八、近視眼和遠(yuǎn)視眼遠(yuǎn)處物體通過晶狀體所成的像在視網(wǎng)膜的前面此時(shí)應(yīng)該配戴凹透鏡，使像點(diǎn)向后移，恰好能落在視網(wǎng)膜上。近處物體通過晶狀體所成的像在視網(wǎng)膜的后面，此時(shí)應(yīng)該配戴凸透鏡，使像點(diǎn)向前移，恰好能落在視網(wǎng)膜上。1、照相機(jī)是利用凸透鏡到物體的距離大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像的原理制成的。2、幻燈機(jī)是利用物體在凸透鏡 2倍焦距到焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像的原理制成的。3、

9、放大鏡是利用物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，成正立、放大的虛像的原理制成的。典型例題解析：（一）利用凸透鏡成像規(guī)律判定成像性質(zhì)例1:三個(gè)焦距都是20cm的凸透鏡，小明利用它們做了一些簡(jiǎn)易光學(xué)器材，第一個(gè)做成了簡(jiǎn)易照相機(jī)，拍攝了墻上的一幅畫；第二個(gè)做了一臺(tái)投影儀，演示了一張幻燈片；第三個(gè)直接作放大鏡使用，觀察一只小昆蟲，使用過程中，下面對(duì)應(yīng)關(guān)系連線正確的是（）AB放大鏡到小昆蟲12厘米投影儀的凸透鏡到幻150厘米蟲的距離的距離例2、一個(gè)物體到凸透鏡的距離是30cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，若把物體沿凸透鏡的主光軸移到距透鏡45cm處，成的像情況是：（）A、放大的實(shí)像B 、縮小的實(shí)像C、等大的

10、實(shí)像D、上述三種情況都有可能。（二）焦距大小的判定例1.有甲、乙、丙三個(gè)凸透鏡，將這三個(gè)透鏡放在光具座上做成像實(shí)驗(yàn)，在保持各透鏡跟燭焰的距離相等的條件下, 得到實(shí)驗(yàn)記錄如下表：透鏡像的性質(zhì)甲放大倒立實(shí)像乙縮小倒立實(shí)像:虛像甲f乙f丙 D f乙£丙£甲由此表可知：甲、乙、丙三個(gè)透鏡的焦距關(guān)系A(chǔ) f甲£乙£丙B、 f丙£甲£乙C、 f（三）鏡的調(diào)節(jié)問題例1、在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，所用透鏡的焦距為10cmi某同學(xué)按下圖所示放置好蠟燭和透鏡后，左右移動(dòng)光屏始終得不到燭焰完整的像，其原因是O該同學(xué)作適當(dāng)調(diào)整（物距不變）后，移動(dòng)光屏，直到光屏上

11、得到燭焰清晰、完整的像。該像的性質(zhì)是例2、用照相機(jī)給全班同學(xué)拍集體照，發(fā)現(xiàn)有些人沒有進(jìn)入畫面，應(yīng)采取的措施是將照相機(jī)離人些，將鏡頭與底片的距離調(diào)課堂檢測(cè)（一）、連線題：將下列光學(xué)儀器與其他相應(yīng)的成像情況用線連起來。照相機(jī)成正立、放大的虛像幻燈機(jī)成倒立、縮小的實(shí)像放大鏡成倒立、放大的實(shí)像平面鏡成正立、等大的虛像（二）、作圖題1、完成下圖的光路圖£9L2、請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)填入適當(dāng)?shù)拿骁R或透鏡（每個(gè)方框內(nèi)只允許有一個(gè)光學(xué)元件）（三）、選擇題B、只有平行于主光軸的光才會(huì)有會(huì)聚作用D、對(duì)不平行于主光軸的光會(huì)有發(fā)散作用（）D.照相機(jī)（）只有和。D 有、。1、凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用的是A、將會(huì)聚的光通過凸

12、透鏡后變成平行光C、對(duì)任何光都有會(huì)聚作用2 .下列光學(xué)儀器中，成倒立、放大、實(shí)像的是A.放大鏡 B.潛望鏡 C.投影儀3 .下列三件光學(xué)儀器中，能使光的傳播方向發(fā)生改變的平面鏡凸透鏡凹透鏡A只有。B 只有和。C4 .人眼球中的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，若要在視網(wǎng)膜上成清晰的像，眼睛離物體的距離應(yīng)（）A.大于一倍焦距B.大于兩倍焦距C.大于一倍焦距，小于二倍焦距D.小于一倍焦距5 .在做 探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上，位置如圖所示.則在光屏上（111 iiTiiHrpTiniirFjnni 1 iiq 102030 m_40A.成倒立放大的實(shí)像B.成倒立縮小的實(shí)像

13、C.光屏上不會(huì)得到像D.像距大于10cm小于20cm6、照集體相時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些人沒有進(jìn)入鏡頭，為了使全體人員都進(jìn)入鏡頭，應(yīng)該采?。ǎ〢、人不動(dòng)，照相機(jī)離人遠(yuǎn)一些，鏡頭往里縮一些B、人不動(dòng)，照相機(jī)離人近一些，鏡頭往里縮一些C、人不動(dòng)，照相機(jī)離人近一些，鏡頭往前伸一些D、鏡頭和照相機(jī)都不動(dòng)，人站近一些7、投影儀是教學(xué)中常用的設(shè)備，下面關(guān)于投影儀的敘述錯(cuò)誤的是（）A、平面鏡的作用是改變光的傳播方向B、屏幕表面粗糙，有利于光發(fā)生漫反射C、物體在屏幕上成的像是一個(gè)放大的虛像D、若使屏幕上的像變大，應(yīng)該使鏡頭靠近投影片8.如圖所示，燭焰在光屏上成清晰的像.當(dāng)把蠟燭向左移動(dòng)一段距離，要在光屏上再次成一個(gè)清晰的

14、像，應(yīng)該（）A.保持凸透鏡不動(dòng)，光屏向左移C .保持凸透鏡和光屏都不動(dòng)B.保持凸透鏡不動(dòng)，光屏向右移D.以上說法都不對(duì)（四）、填空題1：如圖所示，一塊玻璃磚，按磚內(nèi)曲線方式將其分為A、B兩部分,部分相當(dāng)于凸透鏡，對(duì)光線有作用,部分相當(dāng)于凹透鏡，對(duì)光線有作用。2、如圖所示，魚缸中有一條小魚，而眼睛從A點(diǎn)可以觀察到兩條，一條魚的位置較淺，另一條魚變大，前者是由于 形成的 像，（填“實(shí)”或“虛”）；后者是由于魚缸的 側(cè)部分（填“右”或“左”）相當(dāng)于放 大鏡，從而形成的 像（填“實(shí)”或 “虛”）。3.小磊在探究物距大于 1倍焦距時(shí)凸透鏡的成像規(guī)律。他將不同的凸透鏡A、B和C （fA>fB>

15、fc）固定在光具座上35cm刻度線處，將點(diǎn)燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻度處，移動(dòng)光屏使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖13 （a）、（b）和（c）所示。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖A/圖 13 (a)13中的實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納得出初步結(jié)論。圖 13 (b)圖 13 (c)分析比較圖13 （a）或（b）或（c）可得的初步結(jié)論是： （21）分析比較圖13 （a）和（b）和（c）可得的初步結(jié)論是： 222）（五）、實(shí)驗(yàn)題1 .小晨進(jìn)行探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏在如圖所示位置時(shí)，光屏上恰好能成清晰的像.（1）此時(shí)，燭焰在光屏上所成像的性質(zhì)是 .（2）將蠟燭向左移動(dòng)，要在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏向 移動(dòng).2.某小組同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們都將凸透鏡放置于光具座的A點(diǎn)（50厘米刻度處）