透鏡及其應(yīng)用-講義(本人經(jīng)過校對)

第三章透鏡及其應(yīng)用講義第一節(jié)透鏡凸透鏡凹透鏡定義中間厚、邊緣薄的透鏡叫做凸透鏡。中間薄、邊緣厚的透鏡叫做凹透鏡。實物形狀t))]3[主光軸和光心透鏡上通過球心的直線CC'叫做主光軸，簡稱主軸。每個透鏡主軸上都有一個點，凡是通過該點的光，其傳播方向不變，這個點叫光心。g C'卜光心0-光*對光線作用及光路圖凸透鏡對光有匯聚作用。凹透鏡對光有發(fā)散作用。 ①F% ?-/3L---也一、 滬-=/.1I r----TF——_及f廠■/.光線透過透鏡折射，折射光線傳播方向比入射光線的傳播方向更靠近主光軸。光線通過透鏡折射后，折射光線傳播方向比原入射光線的傳播方向更遠離主光軸。特殊光線焦點八\、八、、和焦距凸透鏡能使平彳亍于主光軸的光會聚在一點，這個點叫做焦點，用F表示。凹透鏡能使平行于主光軸的光發(fā)散，這些發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點，這一點不是實際光線會聚而成的，叫做虛焦點，也用F表示。焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。凹透鏡焦點到光心的距離叫做焦距，用f表示。凸透鏡有兩個相互對稱的實焦點，透鏡兩側(cè)的焦距相等。同一凹透鏡有兩個相互對稱的虛焦點，同一透鏡兩側(cè)的焦距相等。焦距與會聚能力的關(guān)系凸透鏡焦距的大小表示其會聚能力的強弱，焦距越小，會聚能力越強。凹透鏡焦距的大小表示其發(fā)散能力的強弱，焦距越小，發(fā)散能力越強。同種光學材料制成的凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短。表面越凸，焦距越短，會聚能力越強。同種光學材料制成的凹透鏡表面的凹陷程度決定了它的焦距的長短。表面越凹，焦距越短，發(fā)散能力越強。每個凸透鏡的焦用旦__*小山1。每個凹透鏡的焦距距是定的」是定的。第二節(jié)生活中的透鏡照相機投影儀放大鏡像的性質(zhì)倒立、縮小的實像倒立、放大的實像正立、放大的虛像

募光路圖1體的像.r舜■演頭-工\投影片\13g透鏡不動時的調(diào)整像偏?。何矬w靠近相機，暗箱拉長像偏大：物體遠離相機，暗箱縮短像偏?。何矬w靠近鏡頭，投影儀遠離屏幕像偏大：物體遠離鏡頭，投影儀靠近屏幕像偏?。何矬w稍微遠離透鏡，適當調(diào)整眼睛位置像偏大：物體稍微靠近透鏡，適當調(diào)整眼睛位置物體不動像偏?。合鄼C靠近物體，暗箱拉長像偏小：鏡頭靠近物體（位置降低），投影儀遠離屏幕像偏小：透鏡稍遠離物體，適當調(diào)整眼睛位置時的調(diào)整像偏大：相機遠離物體，暗箱縮短像偏大：鏡頭遠離物體（位置提高），投影儀靠近屏幕像偏大：透鏡稍靠近物體，適當調(diào)整眼睛位置鏡頭相當于111透鏡，投影片要顛倒放置。平面鏡的作用：改變光的傳播其他內(nèi)容鏡頭相當于個凸透鏡。像越小，像中包含的內(nèi)容越多。方向，使得射向天花板的光能夠在屏幕上成像。實像和虛像（見下圖）：照相機和投影儀所成的像，是光通過凸透鏡射出后會聚在那里所成的，如果把感光膠片放在那里，真的能記錄下所成的像。這種像叫做實像。物體和實像分別位于凸透鏡的兩側(cè)。凸透鏡成實像情景：折射光線匯聚一點所形成的像，物和實像在凸透鏡兩側(cè)。凸透鏡成虛像情景：折射光線的反相延長線匯聚一點形成的像，物和虛像在凸透鏡同側(cè)。小結(jié)：實像與虛像的區(qū)別（1）成像原理不同實像：物體上每一點射出的光線經(jīng)反射或折射后，光線會聚到一點所成的像。虛像：物體上每一點射出的光線經(jīng)反射或折射后，光線散發(fā)，但其反方向延長線相交與一點。（2）承接方式不同實像：可以用光屏承接，也可以用眼睛觀看。虛像：只能用眼睛觀看。第三節(jié)探究凸透鏡成像的規(guī)律1、物距：物距是物體到凸透鏡的距離，用u表示。2、像距：像距是像到凸透鏡的距離，用v表示。3、實驗：①器材：光具座、凸透鏡、光屏、刻度尺、蠟燭、火柴等②步驟：A、依次將點燃的蠟燭、透鏡、光屏安放在光具座上，調(diào)整火焰的中心、透鏡的光心、光屏的中心在同一高度上。B、調(diào)節(jié)蠟燭到透鏡的距離，使u>2f,左右移動光屏，直到在光屏上能夠看到燭焰的清晰的像，記下此時的物距和像距的大小。這時我們會看到光屏上出現(xiàn)相對蠟燭倒立的縮小的像，此時像位于一倍焦距和二倍焦距之間。C、把蠟燭移向凸透鏡，仍保持它們的距離大于2倍焦距，再移動光屏?？梢杂^察到還是倒立的縮小的實像。像的位置仍在一倍焦距與二倍焦距之間。但與步驟B相比像遠離了透鏡，即像距大了。蠟燭移動到距透鏡2倍焦距處，移動光屏可以在距離透鏡2倍焦距處觀察到倒立的與燭焰等大的實像。像的位置也在2倍焦距處。D、調(diào)節(jié)蠟燭到透鏡的距離，使f<u<2f,左右移動光屏，直到在光屏上能夠看到燭焰的清晰的像，記下此時的物距的像距的大小。這時我們會看到在光屏上出現(xiàn)與蠟燭相比倒立、放大有像，像的位置在凸透鏡的二倍焦距以處。E、繼續(xù)減小蠟燭到透鏡的距離，當u<f時，移動光屏，在光屏上找不到蠟燭的像。透過透鏡，會看到在和蠟燭同側(cè)，有一個正立的放大的像。這個像不能用光屏承接到，是一個虛像。4、凸透鏡成像的規(guī)律及其應(yīng)用物距u和焦距f的關(guān)系像距v和焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)像的位置和物體同側(cè)還是異側(cè)應(yīng)用舉例正立或倒立放大或縮小實像或虛像u>2ff<v<2f倒立縮小實像異側(cè)照相機u=2fv=2f倒立等大實像異側(cè)f<u<2fv>2f倒立放大實像異側(cè)投影儀u=f不成像u<f正立放大虛像同側(cè)放大鏡重點提示：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小。成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近像變小。如果凸透鏡被遮擋住一部分，只有一部分進光，凸透鏡對光的作用不變，仍是完整的像，只是像變暗了?！暗沽⒌膶嵪瘛笔窍鄬τ谖飦碚f的，像與物上下顛倒、左右相反。凡倒立的是實像，實像是倒立的；凡正立的是虛像，虛像是正立的。第四節(jié)眼睛和眼鏡1、眼睛的結(jié)構(gòu)：見課本P68圖3.4-1。角膜和晶狀體的共同作用相當于一個凸透鏡；睫狀體改變晶狀體的形狀，從而改變晶狀體的焦距；虹膜調(diào)節(jié)瞳孔的大小，控制進入眼睛的光的多少。2、眼睛的視物原理：眼球好像一架照相機，眼睛的角膜和晶狀體的共同作用相當于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上，形成物體的像。當眼睛看近處的物體時，睫狀體收縮，帶動晶狀體變厚、折光作用增強，來自近處物體的光線會聚在視網(wǎng)膜上形成視覺。當看遠處物體時，睫狀體放松，帶動晶狀體變薄，折光作用減弱，來自遠處物體的光會聚在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生視覺。3、近視眼和遠視眼的區(qū)別：特點形成原因矯正近視眼近視眼只能看清近處的物體，看不清遠處的物體晶狀體太厚，折光能力太強，或者眼球在前后方向上太長，來自遠處某點的光會聚在視網(wǎng)膜前，到達視網(wǎng)膜時已經(jīng)不是一點而是一個模糊配戴凹透鏡的光斑遠視眼遠視眼只能看清遠處的物體，看不清近處的物體晶狀體太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，來自近處某點的光還沒有會聚成一點就到達視網(wǎng)膜，在視網(wǎng)膜上形成一外模糊的光斑配戴凸透鏡4、明視距離：正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離叫做明視距離，大約25厘米。5、（略）透鏡的焦度：透鏡焦距的倒數(shù)叫焦度，用e表示。@=1/f。眼睛的度數(shù)D=100=100/f,f的單位是m。重點提示：凸透鏡（遠視鏡片）的度數(shù)為正數(shù)，凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)為負數(shù)。第五節(jié)顯微鏡和望遠鏡1、顯微鏡①結(jié)構(gòu)：顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當于一個凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。②原理：來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個放大的實像，目鏡的作用則像一個普通的放大鏡，把這個像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用，由目鏡所得的視角比用眼睛直接觀察物體時的視角大得多，我們就可以看到肉眼看不到的小物體了。放大鏡倍數(shù)等于目鏡和物鏡放大倍數(shù)之積。重點提示：物體對眼睛所成視角的大小不僅和物體的大小有關(guān)，還和物體到眼睛的距離有關(guān)。2、望遠鏡結(jié)構(gòu)：由目鏡（由凸透鏡或凹透鏡組成）和物鏡（由凸透鏡組成）組成。原理：物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像，目鏡用來把這個像放大，我們就能看清遠處的物體了。重點提示：望遠鏡物鏡焦距長，目鏡焦距短，且物鏡的第二焦點和目鏡的第一焦點重合。重點專攻1、正確理解會聚作用和發(fā)散作用凸透鏡（凹透鏡）對光的會聚（發(fā)散）作用是指從透鏡射出的光線相對于入射光線加大了會聚程度或減小了發(fā)散程度，即光線經(jīng)過凸透鏡（凹透鏡）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主光軸（更遠離