第5課時　透鏡及其應(yīng)用物理

1、第5 5課時透鏡及其應(yīng)用知識梳理自主測試一二三四一、透鏡1.透鏡、主光軸和光心(1)中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。(2)通過兩個球面球心的直線叫透鏡的主光軸,簡稱主軸。(3)主光軸上有個特殊的點,通過它的光線傳播方向不變,這個點叫透鏡的光心。2.透鏡對光的作用(1)凸透鏡對光線有會聚作用。(2)凹透鏡對光線有發(fā)散作用。知識梳理自主測試一二三四3.焦點和焦距平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于主光軸上的一點,這個點叫焦點,用F表示,該點是實際光線會聚而成的,因此叫實焦點;焦點到光心的距離叫焦距,用f表示。如圖所示。知識梳理自主測試一二三四4.三條特殊光線透鏡中有三

2、條特殊光線:過光心的光線不改變傳播方向;對凸透鏡,平行于主光軸的光線經(jīng)折射后過焦點,對凹透鏡,它的焦點是虛焦點,折射光線的反向延長線過焦點;對凸透鏡,過焦點的光線經(jīng)折射后與主光軸平行,對凹透鏡,入射光線的延長線正對虛焦點,經(jīng)折射后與主光軸平行。三條光線如圖所示。知識梳理自主測試一二三四知識梳理自主測試一二三四二、凸透鏡成像的規(guī)律 知識梳理自主測試一二三四知識梳理自主測試一二三四三、眼睛及視力矯正 知識梳理自主測試一二三四知識梳理自主測試一二三四四、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1.顯微鏡(1)原理:凸透鏡成像,兩次放大。(2)物鏡:成放大的實像。(3)目鏡:成正立、放大的虛像。2.望遠(yuǎn)鏡(1)原理:二次成像。

3、(2)物鏡:焦距大,成像在焦點附近,成倒立、縮小的實像。(3)目鏡:焦距小,成正立、放大的虛像。知識梳理自主測試12341.如圖所示,F是透鏡的焦點,其中光路圖正確的是()答案:C知識梳理自主測試1234解析:跟主光軸平行的光線,經(jīng)凸透鏡折射后,其出射光線經(jīng)過凸透鏡的焦點,故A選項錯誤;通過凸透鏡焦點的光線,經(jīng)凸透鏡折射后,其出射光線跟主光軸平行,故B選項錯誤;跟主光軸平行的光線,經(jīng)凹透鏡折射后,其出射光線的反向延長線通過凹透鏡的虛焦點,故C選項正確;經(jīng)過凹透鏡虛焦點的光線,經(jīng)凹透鏡折射后變得更發(fā)散,故D選項錯誤。知識梳理自主測試12342.楊大爺眼睛看物體時的成像情況如圖所示,則他的眼睛類型

4、及矯正需要選用的透鏡分別是()A.遠(yuǎn)視眼凸透鏡B.遠(yuǎn)視眼凹透鏡C.近視眼凹透鏡D.近視眼凸透鏡答案:A解析:從題圖可以看出,近處的光線通過晶狀體后成像在視網(wǎng)膜后,這是遠(yuǎn)視眼的特征,應(yīng)戴凸透鏡把光線會聚在視網(wǎng)膜上,故A選項正確。知識梳理自主測試12343.右圖是無人售票車上安裝的“車載電視監(jiān)控器”,圖中攝像頭的工作原理相當(dāng)于物體通過凸透鏡成(選填“正”與“倒”)立的(選填“實”或“虛”)像,在人走近攝像頭的過程中,所成的像(選填“變小”“不變”或“變大”)。答案:倒實變大解析:攝像頭的工作原理相當(dāng)于凸透鏡,在大于二倍焦距之外的物體發(fā)出或反射的光經(jīng)凸透鏡折射后,成倒立、縮小的實像;凸透鏡成實像時,

5、物近像遠(yuǎn)像變大,在人走近攝像頭的過程中,所成的像是變大的。知識梳理自主測試12344.如圖所示,a、b是從點光源S發(fā)出的、經(jīng)透鏡折射后的兩條光線,在圖中完成光路并標(biāo)出點光源S的位置。答案:如圖所示解析:平行于主光軸的光線過凸透鏡后經(jīng)過另一側(cè)的焦點,經(jīng)過光心的光線方向不發(fā)生改變?？键c梳理整合123451.透鏡作圖的關(guān)鍵抓住“三線”透鏡作圖是光學(xué)作圖的一個重要方面,主要考查對通過凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線的理解和運用。把凸透鏡和凹透鏡這三條光線的傳播特點記熟練后,無論什么樣的作圖題都不會覺得困難。通過透鏡的三條特殊光線:第一條:穿過光心的入射光線經(jīng)過透鏡不改變方向;第二條:平行于主光軸入射的光線,

6、經(jīng)過凸透鏡時過另一側(cè)焦點,經(jīng)過凹透鏡時其反向延長線通過同側(cè)焦點;第三條:穿過凸透鏡焦點的入射光線,經(jīng)透鏡后平行于主光軸,延長線穿過凹透鏡另一側(cè)焦點的入射光線,經(jīng)過透鏡后平行于主光軸。下面我們通過例題來進一步探討透鏡作圖的方法。考點梳理整合12345【例1】 如圖所示,請在圖中作出兩條入射光線經(jīng)凹透鏡折射后的折射光線。解析:延長線過另一側(cè)焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸;過光心的光線經(jīng)凹透鏡折射后傳播方向不改變。答案:如圖所示考點梳理整合12345考點梳理整合12345請在圖中畫出經(jīng)過透鏡折射后的光線。答案:如圖所示解析:跟主光軸平行的光線,經(jīng)凸透鏡后光線經(jīng)過凸透鏡的焦點,通過凸透鏡焦點的

7、光線,經(jīng)凸透鏡折射后光線跟主光軸平行?？键c梳理整合123452.正確理解透鏡的會聚作用和發(fā)散作用正確理解透鏡對光線的作用,應(yīng)注意以下兩點:(1)凸透鏡(凹透鏡)對光線的會聚(發(fā)散)作用是指從透鏡射出的光線相對入射光線加大了會聚程度或減小了發(fā)散程度(加大了發(fā)散程度或減小了會聚程度),即光線經(jīng)過凸透鏡(凹透鏡)后并不一定會聚到一點(發(fā)散),只不過比原來的傳播方向更靠近(遠(yuǎn)離)主光軸?？键c梳理整合12345(2)會聚作用與會聚光線是不同的,發(fā)散作用與發(fā)散光線是不同的,要區(qū)別開,即會聚作用射出的不一定是會聚光線,發(fā)散作用射出的不一定是發(fā)散光線。如圖甲是會聚作用,圖乙是發(fā)散作用;圖乙的出射光線是會聚光線

8、,圖甲的出射光線是發(fā)散光線?？键c梳理整合12345【例2】 下圖中畫出了光線通過透鏡(圖中未畫出)的情形。其中凸透鏡是()A.aB.b、dC.cD.a、b、c、d考點梳理整合12345解析:凸透鏡是中間厚、邊緣薄,光路經(jīng)透鏡兩次折射后都是向靠近主光軸方向(中心方向)偏折,所以它具有會聚作用。凹透鏡是中心薄、邊緣厚,光路經(jīng)透鏡兩次折射后都是向遠(yuǎn)離主光軸方向(中心方向)偏折,所以它有發(fā)散作用。從a、b、c、d四個圖可以看出對光有會聚作用的只有c。答案:C考點梳理整合12345考點梳理整合12345請在圖中的方框內(nèi)畫出合適的透鏡。答案:如圖所示解析:從題圖可以看出,平行光線通過透鏡后會聚在一起,說明

9、該透鏡對光有會聚作用,所以是凸透鏡?？键c梳理整合123453.凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用對于凸透鏡成像規(guī)律,應(yīng)明確以下幾個方面:(1)實像總是倒立的,虛像總是正立的;(2)成實像時,物、像位于凸透鏡兩側(cè),成虛像時,物、像位于凸透鏡一側(cè);(3)在焦點以外,物體離焦點越遠(yuǎn),則所成的實像越小,像距也越小,這個規(guī)律用于照相機和幻燈機的調(diào)節(jié);(4)在焦點以內(nèi),物體離焦點越近,所成的虛像越大,可用于放大鏡的調(diào)節(jié)?？键c梳理整合12345【例3】 右圖是用來探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗裝置示意圖(屏未畫出),當(dāng)蠟燭和透鏡放在圖示位置時,通過移動光屏,可以在光屏上得到與物體等大的像;若透鏡位置不變,將蠟燭移到刻度為40

10、cm處,則()A.移動光屏,可以在屏上得到倒立、放大的像B.移動光屏,可以在屏上得到倒立、縮小的像C.移動光屏,可以在屏上得到正立、放大的像D.不論光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蠟燭的像解析:由題圖可知,物距為u=50cm-20cm=30cm時,成倒立等大的實像,u=2f=30cm,所以凸透鏡的焦距為f=15cm。若透鏡位置不變,將蠟燭移到刻度為40cm處,此時物距為u=50cm-40cm=10cm,uf時,成正立、放大的虛像。因為是虛像,所以不論光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蠟燭的像。答案:D考點梳理整合12345如圖所示,a、b、c、d是距凸透鏡不同距離的四個點,F為焦點。下列幾種

11、光學(xué)儀器的成像原理與物體在不同點時的成像情況相對應(yīng),下列說法正確的是()A.照相機是根據(jù)物體放在d點時的成像特點制成的B.幻燈機是根據(jù)物體放在c點時的成像特點制成的C.使用放大鏡時的成像情況與物體放在a點時的成像情況相似D.人眼看物體時的成像情況與物體放在F點時的成像情況相似答案:B考點梳理整合12345解析:物體放在a點時成倒立、縮小的實像,照相機是根據(jù)這個特點制成的;物體放在c點時,成倒立、放大的實像,幻燈機和投影儀是根據(jù)這個原理制成的;物體放在d點時,成正立、放大的虛像,使用放大鏡時的成像情況與此一樣,人眼的晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于凸透鏡,成倒立、縮小的實像,與物體放在a點時的成像情

12、況相似,所以正確的選項是B?？键c梳理整合123454.關(guān)于照相機、投影儀問題照相機和投影儀是凸透鏡成像規(guī)律的重要應(yīng)用,近幾年中考中,關(guān)于照相機和投影儀,常常會出現(xiàn)這樣的問題:根據(jù)像的大小來判斷照相機的鏡頭到物體及鏡頭到底片的距離變化情況,進行投影儀的調(diào)節(jié)等問題,下面通過例題探究解決此類問題的方法?？键c梳理整合12345【例4】 小華用相機拍攝的桂林市杉湖上的雙塔照片如圖所示。下面說法正確的是()A.雙塔在湖中的倒影是實像B.要使塔的像更大些,小華或相機鏡頭應(yīng)向塔靠近些C.要使塔的像更大些,小華或相機鏡頭應(yīng)離塔更遠(yuǎn)些D.要使塔的像更小些,小華或相機鏡頭應(yīng)離塔更近些解析:水面相當(dāng)于平面鏡,水中的倒

13、影是平面鏡所成的虛像;照相機的成像原理是當(dāng)物距大于2倍焦距時凸透鏡成倒立、縮小的實像,要使塔的像更大些,需要減小物距,增大像距,故選項B正確。答案:B考點梳理整合12345考點梳理整合12345城市很多路口安裝的一種監(jiān)控攝像頭如圖所示,它可以拍攝違章行駛或發(fā)生交通事故時的現(xiàn)場照片。攝像頭的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,它的工作原理與相似。答案:照相機解析:攝像頭拍攝的像是一個倒立、縮小的實像,這與照相機的原理是相同的?？键c梳理整合123455.近視眼、遠(yuǎn)視眼及其矯正問題透析此類問題主要考查:(1)近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因;(2)近視眼和遠(yuǎn)視眼的矯正;(3)實驗探究近視眼和遠(yuǎn)視眼的成因及矯正?？键c梳理整合12345【例5】 在如圖所示的四幅小圖中,正確表示遠(yuǎn)視眼成像情況的是圖,其矯正做法是圖。解析:遠(yuǎn)視眼是因為近處物體反射來的光線通過晶狀體折射后形成的物像落在視網(wǎng)膜的后方。遠(yuǎn)視眼矯正方法是戴凸透鏡。由題意可知,正確表示遠(yuǎn)視眼成像情況的是B圖,其矯正做法正確的是D圖。答案:BD考點梳