透鏡資料-打印

1、高中物理一一棱鏡 、透鏡、透鏡成像作圖法 、 透鏡公式應(yīng)掌握的概念和規(guī)律一一棱鏡1橫截面積為三角形的三棱鏡通常簡(jiǎn)稱為棱鏡，棱鏡可以改變光的傳播方向，使光發(fā)生色散。2、光的色散：一束白光經(jīng)過棱鏡后會(huì)發(fā)生色散，在光屏上形成彩色的光帶紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫 光二透鏡1兩個(gè)側(cè)面都是球面或者一面是球面，另一面是平面的透明體叫透鏡。透鏡可以分為凸透鏡和凹 透鏡兩種。2、凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，也叫會(huì)聚透鏡。3、凹透鏡對(duì)光線有發(fā)射作用，也叫發(fā)射透鏡。4、主軸和光心：透鏡的兩個(gè)球面都有自己的球心，過球心的直線叫透鏡的主光軸。5、焦點(diǎn)和焦距：平行與主光軸的光線，通過凸透鏡后會(huì)聚于主軸的點(diǎn)，叫凸透鏡的焦點(diǎn)。平行于

2、主軸 的光線通過凹透鏡后發(fā)射，發(fā)射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，叫做凹透鏡的焦點(diǎn)。從透鏡的焦點(diǎn)到光心的距 離叫焦距。三、透鏡成像作圖法1凸透鏡的三條特殊光線：1跟主軸平行的光線，折射后通過焦點(diǎn)；2通過焦點(diǎn)的光線，折射后跟主軸平行；3通過光心的光線經(jīng)過透鏡前方向不變。2、 凹透鏡的三條特殊光線：1跟主軸平行的光線，折射后折射光線的發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)線經(jīng)過前焦點(diǎn)；2入射光線的延長(zhǎng)線通過后焦點(diǎn)，折射后跟主軸平行；3通過光心的光線經(jīng)過透鏡前方向不變。3、作任意一條光線經(jīng)透鏡的折射光線常用到以下結(jié)論：平行于副光軸的光線經(jīng)過透鏡折射后過焦平面和副光軸的交點(diǎn)，如下列圖。副光軸是指通過光心但與透鏡并不垂直的直線；焦平面是指過

3、焦點(diǎn)垂直于主光軸的平面。四透鏡公式1 1 丄1透鏡公式：U V f，對(duì)公式的理解要注意：要明確公式中各個(gè)物理量的物理意義和正、負(fù)號(hào)的 規(guī)定：凸透鏡焦距 f >0,凹透鏡的焦距f <0 ;物距u>0;成實(shí)像時(shí)像距 v>0，成虛像時(shí)像距 v<0。2、討論透鏡成像規(guī)律時(shí)，由透鏡成像公式可得： 1像距：uf3物與像之間的距離:2像的放大率:Vf Imu =u f2 u能力要求1理解棱鏡能使射向棱鏡側(cè)面的光線向底面偏折的道理、理解全反射棱鏡產(chǎn)生全反射的原理，知道光 的色散。2、了解透鏡的根本知識(shí)及其成像規(guī)律，掌握透鏡成像的作圖法。3、掌握透鏡成像的公式，能夠熟練運(yùn)用三條特殊

4、光線作光路圖。4、了解共軛法測(cè)凸透鏡焦距的原理。例題例1:把一個(gè)很小的球，放在水平放置的凸透鏡的光心上，以Vo=1O米/秒的初速度將小球豎直上拋。透鏡焦距為米，問該小球在凸透鏡中成縮小的實(shí)像將有多長(zhǎng)時(shí)間？解：根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)，當(dāng) U>2f時(shí)，成縮小的實(shí)像，即小球上升到米以后開始成縮小的實(shí)像，小球V。2 2ghh Vo10 米 5米2g210h _L根據(jù)對(duì)稱性，小球由 5米咼處下落到米時(shí)，也成縮小實(shí)像，這W一段時(shí)間為>上升的最大高度為 h。2h'12gtt 0.6秒所以成縮小實(shí)像的時(shí)間共為秒。例2 :如圖，物體 AB置于凸透鏡的2f以外，并垂直于主光軸，要想看到AB的完整實(shí)

5、像，眼睛必須處在什么范圍。分析：首先作出 AB的像AB，然后作出物體首尾兩端點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)透鏡折射后的邊緣光線，其重 疊的區(qū)域就是能看到物體完整的實(shí)像時(shí)眼睛所處的范圍。作圖方法1、 1、用特殊光線作圖法作出AB的像A'B'2、 2、過A點(diǎn)作透鏡的兩條邊緣光線經(jīng)透鏡折射后的折射光線MA'a，NA'a',在aA'a'范圍內(nèi)看到像點(diǎn) A'3、 3、過B點(diǎn)作透鏡的兩邊緣光線經(jīng)透鏡折射后的折射光線MB'b,NB'b,在bB'b'范圍內(nèi)可看到像點(diǎn) B'所以，要看到AB完整的實(shí)像，眼睛應(yīng)在重疊的區(qū)域即圖中

6、斜線范圍。*例3:物與屏間相距L,將一個(gè)焦距為f的凸透鏡放在它們之間，要在屏 上形成物體清晰的像，透鏡應(yīng)距物多遠(yuǎn)？4-1-35解：如下列圖4-1-34，設(shè)物距為u那么像距v=L-u111根據(jù)透鏡公式得uLu f整理后得2 uLuLf0uLL24Lf解此二次方程得2解得的兩個(gè)解均符合題意。1此題兩個(gè)解的意義如下列圖4-1-35。物距為ui時(shí)屏上得一放大的實(shí)像，物距為U2時(shí)屏上得一縮小的實(shí)像。滿足公式要求，那么U2v1、v2由透鏡公式u V f知u、V在公式中的地位是對(duì)稱的，所以如果Ui、V1U1也一定能滿足公式要求。即像的位置換成物，那么物的位置就成為像，這叫物像共軛關(guān)系。根據(jù)光路可逆性，這是容

7、易理解的。2此題要有解必須L2 4Lf 0,即L 4f.當(dāng)L 4f時(shí)有兩個(gè)解如上述結(jié)果。Lu當(dāng)L 4f時(shí)只有一個(gè)解，即2當(dāng)L 4f時(shí)無解，無論我們?nèi)绾我苿?dòng)透鏡，都不能在屏上形成清晰的像。du2u1，即由此我們也可以看到凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物像之間的距離u v 4f最小是4f，此時(shí)u v 2f。3當(dāng)物和屏固定，移動(dòng)透鏡使屏上兩次成清晰的像時(shí)，凸透鏡移動(dòng)的距離L . L2 4Lf L . L2 4Lfd2 2.L2 4Ljf4L測(cè)出L和d就可求得焦距f。這是用實(shí)驗(yàn)測(cè)實(shí)凸透鏡焦距的一種較精確的方法。練習(xí)1、1、 一物體沿凸透鏡主光軸運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)方向和像的運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系是：A、一定相同B、成實(shí)像時(shí)相同，成

8、虛像時(shí)相反C、一定相反C、成實(shí)像時(shí)相反，成虛像時(shí)相同2、凸透鏡焦距10厘米，離透鏡20厘米的主光軸上有一點(diǎn)光源，在透鏡另 一側(cè)30厘米處垂直于主光軸上的屏上得到一個(gè)亮圓。當(dāng)屏移近透鏡時(shí)，亮圓的面積:A、越來越小B、越來越大C、先變大后變小D、先變小后變大S'*3、一物點(diǎn)放在焦距為 f的凸透鏡主光軸上距透鏡處，成像在另一側(cè) 處。假設(shè)透鏡以速率 V垂直主光軸向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，那么像點(diǎn)：V垂直主光軸向上運(yùn)動(dòng) 2V垂直主光軸向下運(yùn)動(dòng) 3V垂直主光軸向下運(yùn)動(dòng)3V垂直主光軸向上運(yùn)動(dòng)A、以速率B、以速率C、以速率D、以速率在另一側(cè)得到一個(gè)像那么像點(diǎn)S'的位置將4、4、在凸透鏡的主軸上，距光 2f處

9、放一個(gè)點(diǎn)光源 S,點(diǎn)S',假設(shè)透鏡繞其光心 0轉(zhuǎn)過一個(gè)不太大的角度，如圖，A、在原來主軸上，但靠近光心B、在原來主軸上，但遠(yuǎn)離光心C、在原來主軸上，且位置不變D、偏離原來的主軸2E? 2f5、用共軛法測(cè)凸透鏡焦距的方法如下：物與光屏間的距離為的位置時(shí)，都可以在光屏上成得物體的像。透鏡這兩個(gè)位置之間的距離為 1 f與L、d的關(guān)系應(yīng)為：L2 d2(1)L2 d2在其間放一個(gè)凸透鏡，透鏡在兩個(gè)不同 d。設(shè)透鏡的焦距為 f。c、 * 22L ；4fD、假設(shè)兩次成像的放大率分別為A、m1m2Lf ；C、葉 / m21 ；4L4fmi 禾口 m2,gm21D、mi /m2那么有L/ f* 3假設(shè)兩

10、次成像的像長(zhǎng)分別為a1和去，那么物長(zhǎng)a等于aa?2；223i32a 2C、a?；6、將凸透鏡沿主光軸截成兩塊，并上、下移動(dòng)一段距離，再把斷開局部用遮光物封住，如下列圖。物體ACB經(jīng)這樣的透鏡成像是點(diǎn)光源S,請(qǐng)用作圖法確定人眼能看到A、成一個(gè)不完整的像；B、成一個(gè)完整的像；C、成兩個(gè)不完整的像；D、成兩個(gè)完整的像。7、如下列圖，在凸透鏡的左側(cè)有 的像的范圍。&物體AB放在凸透鏡的焦點(diǎn)和光心之間，且垂直透鏡主光軸，透鏡大小,AB完整像的范圍。焦點(diǎn)位置和AB的長(zhǎng)度及位置如下列圖。請(qǐng)用作圖法確定眼睛能看到A 八k*FOF9、如下列圖，MN為凹透鏡的兩個(gè)端點(diǎn), 夠看到物體的完整像的范圍B I.AB為直立于主軸上的物體，F(xiàn)為凹透鏡的焦點(diǎn)。試用作圖法確定能AF。BFJ10、物體經(jīng)凸透鏡成放大率為1/3的實(shí)像。假設(shè)物體沿凸透鏡的主光軸移動(dòng)10cm，那么所成