凸透鏡以及其應用

1、關于凸透鏡及其應用第1頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四1知識結構【重點難點提示】第2頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四2知識要點(1)中間厚兩邊薄的透鏡是凸透鏡(2)中間薄兩邊厚的透鏡是凹透鏡(3)主光軸：通過透鏡兩個折射球面的球心(或者通過一個球面的球心并與另一球面相垂直)的直線，叫透鏡的主光軸(或主軸)如圖31所示(4)光心：光線通過主光軸上某一特殊點而不改變方向，這個點叫透鏡的光心如圖31所示在透鏡中心處第3頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四(5)凸透鏡對光有會聚作用；凹透鏡對光有發(fā)散作用 (6)平行于主光軸的光線

2、，通過透鏡折射后會聚于主光軸上的點叫焦點(7)焦點到光心的距離叫焦距(8)透鏡的應用：照相機、投影儀、放大鏡 (9)實際光線會聚而形成的像是實像；光線的反向延長線會聚成的像是虛像實像能夠呈在光屏上，虛像不能成在光屏上(10)眼球的基本結構(11)近視眼及其矯正；遠視眼及其矯正 (12)透鏡焦度()；透鏡焦距的倒數(shù)叫做透鏡的焦度 即(13)顯微鏡和望遠鏡的基本結構 第4頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四3考點(1)透鏡的基本性質 (2)凸透鏡的成像規(guī)律(3)凸透成像規(guī)律的應用：眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠鏡【難題巧解點撥】例1圖32中正確表示了光通過透鏡的是( )A甲圖 B

3、乙圖 C丙圖 D丁圖第5頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四思路分析根據(jù)凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用，對比觀察入射前和出射后光的變化情況光通過甲圖中的凸透鏡變得比原來會聚了，光通過乙圖中的凹透鏡變得比原來會聚了，光通過丙圖中的凸透鏡變得比原來發(fā)散了，光通過丁圖中的凹透鏡變得比原來會聚了透鏡對光的(明確會聚和發(fā)散的區(qū)別)“會聚”作用和“發(fā)散”作用并非只是針對平行于主軸的平行光而言，“會聚作用”應該理解為出射光比入射光會聚了一些；“發(fā)散作用”應該理解為出射光比入射光發(fā)散了一些，圖3-3所示答：A第6頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例2下

4、列說法正確的是( )A凡是透鏡一定有兩個焦點 B凹透鏡沒有焦點 C任何方向的光線經(jīng)透鏡折射后傳播方向都會發(fā)生偏轉 D以上說法都不正確思路分析一般的透鏡若有兩個球面，就意味著有兩個焦點；但少數(shù)透鏡只有一個球面，這就意味著這種透鏡只有一個焦點對于凸透鏡應有兩個實焦點(或一個實焦點)，對于凹透鏡應有兩個虛焦點(或一個虛焦點)而且入射光線如果指向凸透鏡或凹透鏡，且通過光心，則不會發(fā)生折射現(xiàn)象，而是沿直線傳播 因此選D正確 (注意凸透鏡和凹透鏡的焦點的性質)第7頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例3怎樣利用太陽光測未知凸透鏡的焦距呢?答：由于太陽離地球很遠所以射到地球表面的太陽光

5、小范圍內可以近似看成是平行光，根據(jù)焦點的定義，平行光通過凸透鏡后會聚到焦點上具體做法是在透鏡下放一與鏡平行的光屏，讓透鏡對準太陽光，前后移動透鏡會在屏上看到一個光斑，測量光斑最小最亮時透鏡邊緣到屏面的距離，這個距離大約等于凸透鏡的焦距(此方法只能粗測焦距) 例4根據(jù)圖34(a)中入射光和出射光的情況在方框內填上一個適當?shù)墓鈱W元件 思路分析 (注意這五種鏡子的區(qū)別)第8頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四我們知道的光學元件一般有平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡、凹面鏡五種，其中平面鏡對光的作用是能夠改變光的傳播方向；凸透鏡和凹面鏡對光有會聚作用；凹透鏡和凸面鏡對光有發(fā)散作用將

6、各圖中的出射光與入射光進行比較：甲圖中，入射光是會聚光，出射光變?yōu)槠叫泄舛皇欠瓷涔?；乙圖中平行光入射，出射光是發(fā)散光，而不是反射光，注意到兩條入射光線出射時上下位置顛倒了，只有平行光通過凸透鏡且出射光過焦點后位置才會發(fā)生顛倒；丙圖中，出射光與入射光都是平行光，只是光的傳播方向發(fā)生了變化答：如圖3-4(b 第9頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例5完成圖3-5中的光路圖第10頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四思路分析圖中所給的四個透鏡，(a)、(b)是凸透鏡(c)、(d)為凹透鏡，并且(a)、(c)給出入射光線，要求畫出折射光線而(b)、(d)則

7、給出折射光線，要求畫出入射光線根據(jù)光心、焦點的定義方法就能畫出這些特殊光線第11頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四在畫圖中要注意光的傳播方向 (利用基本概念完成作圖)答：如圖36所示 例6利用兩面凸透鏡把二束平行光變成另二束平行光，同時使“上、下”的光線更換位置 (用畫圖的方法完成這個題目)思路分析平行放置這兩個透鏡 和 同時使 的右側焦點與 的左側焦點重合 。按透鏡的焦點性質就可以畫出此圖 第12頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例7試說明凸透鏡能成實像的條件?思路分析根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，物體位于凸透鏡一側的1倍焦距到2倍焦距之間時在透鏡另一

8、側成放大、倒立的實像；物體位于凸透鏡一側的2倍焦距以外時在透鏡另一側成縮小、倒立的實像本題只是說明成實像的條件，并不考慮成的是放大像或是縮小像，因此只抓住“成實像” (注意大、小實像的條件)答：物體在凸透鏡一側1倍焦距以外 例8人用眼睛_看到凸透鏡中成的虛像；人用眼睛_看到凸透鏡中成的實像思路分析 (在人眼視網(wǎng)膜所成的像是實像)第13頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四人能看到像是因為有光線進入人眼凸透鏡成虛像時，物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后進入人眼，這些光的反向延長線相交而成虛像，所以虛像人眼是能看到的；物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后，會聚成實像，實像所發(fā)出的光進入人眼就

9、能使人看到它，因此人眼當然能夠看到實像答：能 能 (注意“虛像”和“實像”人眼都能看到)例9一個“上”字形的霓虹燈，通過凸透鏡成像在光屏上，圖38中四個像正確的是( )第14頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四思路分析 一般來說，凸透鏡所成的實像總是倒立的，并且是上下顛倒，在實際問題中，由于凸透鏡是一個圓形的，光除了能被透鏡上、下偏折，同樣也能使光在左、右偏折，即光通過凸透鏡后總是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透鏡所成的像不僅上、下顛倒，左、右也要顛倒，所以只有D圖符合要求 (從一個平面分析成像情況)答：D例10一支蠟燭立在凸透鏡前，調節(jié)光屏的位置，恰好在光屏上得到縮小

10、的清晰的像若保持透鏡位置不動，把蠟燭和光屏對調一下位置，則( )A在光屏上仍可呈現(xiàn)縮小的像B隔著透鏡可看到蠟燭的像 C在光屏上呈現(xiàn)放大的像D在光屏上呈現(xiàn)與蠟燭等大的像 第15頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四思路分析 (根據(jù)光路可逆性進行分析)根據(jù)教材中的探究問題(實驗)，就應該知道，當物體在光屏上成縮小的實像時，此時物距大于二倍焦距，則所成的像應在一倍焦距和二倍焦距之間若透鏡位置不動，而把物體和光屏的位置對調，則原來的像距為現(xiàn)在的物距，原來的物距為現(xiàn)在的像距根據(jù)上述分析蠟燭應在光屏上呈現(xiàn)放大的像，因此選C正確答：C例11物體放在距凸透鏡前30cm的位置上時，在另一側的

11、光屏上能夠得到放大的倒立的像，透鏡的焦距可能是( )A75cm B20cm C30cm D40cm思路分析物體通過透鏡成放大倒立實像的條件是物體在透鏡的焦點到2倍焦距之間，因此f30cmf15cm，在答案中找出滿足條件的選項 (這點是分析本題的關鍵)答：B第16頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例12物體距凸透鏡20cm時，可在光屏上得到一個縮小的實像，若把物體向透鏡方向移8cm，又可在光屏上得到一個放大的實像，則透鏡的焦距是( )A20cm B10cm C9cm D5cm思路分析 可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距根據(jù)題意，當u=20cm時，物體通過凸透鏡在光屏上

12、成倒立、縮小的實像即物距必須滿足u2f，也就是f10cm錯解A.當焦距為10cm時，物體在20cm處成等大實像，不符合題意而當焦距為5cm，根據(jù)題意，物體又向透鏡移動8cm，不可能成放大實像因此只有焦距為9cm時，才剛好同時滿足題意中的兩個條件因此選C正確 答：C (注意：物體移動時的分析方法 第17頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例13簡述照相機是怎樣進行工作的?思路分析與答照像機的標準鏡頭焦距大約5075mm，而鏡頭伸縮的范圍很小，在1cm左右，就是說，像距很短因此，被攝物體一般都在距離鏡頭很遠的地方，最近也在1m左右這一距離也遠遠大于二倍焦距當物體在很遠很遠的地

13、方時(一般大于20m時)，我們就稱物距為無窮遠，照像機的距離環(huán)上有“ ”的符號，就表示無窮遠這時，鏡頭距底片最近，等于鏡頭的焦距有些同學很喜歡攝影，也經(jīng)常進行攝影實踐活動通常把調距離叫調焦距，也稱調焦這里有個誤會，實際上，不是在調焦距，而是在調整像距因為照像機的鏡頭焦距是固定的不能調(除變焦鏡頭以外)當用照像機給一個同學照像時，人距鏡頭越近，照出像片中人越大但是一定要調整鏡頭加大像距，即向前推出鏡頭(加大像距是使像能夠成在底片上)“” 第18頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例14簡述幻燈機、電影機是怎樣工作的?思路分析與答 幻燈機和電影機的原理一樣，都是利用凸透鏡成放

14、大實像的原理幻燈片、電影片與鏡頭的距離是物距，鏡頭到銀幕的距離是像距銀幕距離鏡頭越遠銀幕上的圖像越大，即像距越大，像越大與此同時，應該使物距減小，即把鏡頭向幻燈片、電影片方向移動 (明確凸透鏡和平面鏡的綜合應用)現(xiàn)在不少學校的教室里都配備有投影書寫儀，又叫投影器，它和我們課本上介紹的幻燈機原理相同，只不過是在光路上增加了一個平面鏡，改變了光路，使投影幻燈片平放在書寫臺面上而成一個直立的像例15簡述怎樣合理應用放大鏡第19頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四思路分析與答 使用放大鏡觀察物體時，物體應放在凸透鏡的焦點以內，由于放大鏡利用了凸透鏡成虛像的原理，因此，人們看到的是

15、正立的像實際上，使用放大鏡觀察物體時，物體離放大鏡越遠(但保證uf)看到的像越大，像也越遠 (物距變大，像距也變大)例16有一張照片，發(fā)現(xiàn)其景物模糊不清，而且整個畫面偏黑，其形成的原因是在拍照時，沒有調節(jié)好( )A調焦環(huán) B快門 C光圈 D以上說法都正確思路分析根據(jù)上述照相機的工作情況知道，用照相機拍照時，景物若模糊不清，說明像距沒有調好因此應該使用調焦環(huán)同時整個畫面偏黑，說明曝光過度，應調整快門時間和光圈的大小因此本題應選D正確第20頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例17下面說法正確的是( )A近視眼應用凸透鏡矯正B近視眼應用凹透鏡矯正 C遠視眼產(chǎn)生的原因是晶狀體太厚D遠視眼產(chǎn)生的原因與近視眼產(chǎn)生的原因一樣，是玻璃體變混濁思路分析人眼中相當于凸透鏡的主要結構有晶狀體和角膜，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像通過其他組織就可以使人看見物體了近視眼產(chǎn)生的原因是晶狀體太厚，折光能力太強使光會聚在視網(wǎng)膜前所以在眼睛前要放一個凹透鏡進行矯正 因此B正確 答：B (會根據(jù)人眼結構進行物理現(xiàn)象的分析) 第21頁，共24頁，2022年，5月20日，10點54分，星期四例18關于人眼所“見”，下列說法正確的是( )A透過窗戶玻璃看到的像都是實像B通過近視眼鏡看到的可能是虛像 C通過近視眼鏡