讓透鏡的光線更“清晰”

/讓透鏡的光線更“清晰〞DIV.MyFav_1287022931716P.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716H1{FONT-WEIGHT:normal;TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:15pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.Section1{page:Section1}DIV.MyFav_1287022931716OL{MARGIN-BOTTOM:0cm}DIV.MyFav_1287022931716UL{MARGIN-BOTTOM:0cm}偶然翻起一本用到的教學(xué)資料,看到這樣一道題：有以下光學(xué)器具：照相機、潛望鏡、顯微鏡、穿衣鏡、放大鏡、牙醫(yī)用的內(nèi)窺鏡,可以把它分為兩類,一類是_________,其特征是________；另一類包括_________,其特征是_________。這道題其實說不上特殊,更談不上新穎,但讓我突然感覺到好似這兩年中對鏡片的種類從來沒在課堂上給學(xué)生講過,也沒有給它們專門地分類,講授各自的特征。其實鏡片可以分為兩類,一類是不透光的面鏡,另一類是透光的透鏡。其實日常生活中這兩種鏡片都有很廣泛的應(yīng)用,也都有各自的特點。如汽車上安裝凸面鏡用來擴大司機的視野,醫(yī)生檢查耳道用到凹面鏡來會聚光線。而我們平時帶的近視眼鏡,防盜門上的“貓眼〞,這些又都是透鏡。在八年級物理第三章對透鏡的特點,成像規(guī)律以及實際生活中的應(yīng)用都作了詳細(xì)的講解。中考對透鏡的考察也多集中在作圖和說理題上。要想對作圖題做到很精準(zhǔn),首選要了解透鏡相關(guān)的物理術(shù)語。如圖：主光軸：通過兩個球面球心的直線叫主光軸。光心：位于主光軸上的透鏡的中心叫光心。焦點：把凸透鏡對著太陽光,用白紙在它的另一側(cè)來回移動,白紙能得到一個又小又亮的光斑,這個光斑就是凸透鏡的焦點。用凹透鏡得不到這樣的光斑,所以我們說凹透鏡的焦點叫虛焦點。焦距：焦點到光心的距離叫焦距。通過上面的圖例或者課堂上的實驗,我們可以知道凸透鏡對光線有會聚作用,所以凸透鏡也叫會聚透鏡。凹透鏡對光線有發(fā)散作用,所以凹透鏡也叫發(fā)散透鏡?？荚囍杏锌疾爝@兩個特點的題目,例如：例1：遠(yuǎn)在公元前2世紀(jì),我國就有人用冰磨成透鏡,對著太陽光來取火。這種透鏡是__透鏡,它對光線有____作用。分析：凸透鏡對光線有會聚作用,能夠集中太陽光使焦點處的溫度升高,從而到達(dá)取火的目的,所以應(yīng)是凸透鏡,會聚。例2：當(dāng)小明在觀察陽光通過甲、乙兩個眼鏡在地面上形成的光斑時,發(fā)現(xiàn)兩個眼鏡形成的光斑不同,陽光通過眼鏡甲形成的光斑中間較四周亮,而陽光通過眼鏡乙形成的光斑中間較四周暗,由此可以判斷眼鏡甲是____透鏡,乙是____透鏡。分析：第一眼看,可能覺得這道題好似很難理解,其實它還是用到了它們各自的特點。眼鏡甲形成的光斑中間亮,而四周暗,說明甲把陽光折射到了中間,是把光線聚攏了,因此是凸透鏡。眼鏡乙形成的光斑是中間暗,四周亮,說明陽光經(jīng)過乙后射向了四周,把光線發(fā)散了,應(yīng)該是凹透鏡。對于凸透鏡和凹透鏡,參照光路圖,再根據(jù)折射時光路是可逆的這一規(guī)律,我們可以看找出這樣幾條光線來。凸透鏡：〔1〕平行于主光軸的光線,會聚在焦點上?！?〕透過光心的光線,傳播方向不會改變。〔3〕通過焦點的光線,會平行于主光軸。凹透鏡：〔1〕平行于主光軸的光線,會變得發(fā)散〔發(fā)散光線的反向延長線交在虛焦點上〕?！?〕透過光心的光線,傳播方向不會改變。〔3〕發(fā)散光線〔延長線交于虛焦點的〕,會平行于主光軸。我們把這三條光線綜合畫在一起,作圖如下：如果我們把凸透鏡和凹透鏡這三條光線的傳播特點記得很熟練后,無論什么樣的作圖題都不會覺得困難了。關(guān)于透鏡的作圖,一般都有兩種情況。一種是有透鏡,讓我們補全光線。一種是有光線,讓我們填充透鏡的類型的。相對來說,根據(jù)光線來填透鏡應(yīng)該簡單一些。因為凸、凹透鏡的特點非常明顯,凸透鏡對光線有會聚作用,凹透鏡對光線有發(fā)散作用,因此如果看到光線有發(fā)散趨勢,或者說折射光線是向外擴的,就該填凹透鏡,看到光線有會聚趨勢,或者說折射光線是向內(nèi)縮的,就該填凸透鏡了。例3：在下面方框中填上適宜的透鏡分析：甲圖中,光線是會聚的,所以填凸透鏡。乙中光線是發(fā)散的,所以填凹透鏡。也有一些特殊的類型,如：例4：在如圖的方框中填上適宜的鏡片：分析：一束光經(jīng)過透鏡后變得平行,有兩種可能,凸透鏡能使經(jīng)過焦點的光線變平行,凹透鏡能使發(fā)散光線變平行。如果填凸透鏡,那么AB必定是經(jīng)過焦點的,先在CD的上方作平行線,是主光軸,與AB相交于一點就是該透鏡的焦點了,然后作出凸透鏡的位置,要偏上一些。如果填凹透鏡,那么發(fā)散光線的延長線會交在虛焦點上。先在CD的下方作平行線,是主光軸,延長AB與平行線相交于一點,就是凹透鏡的虛焦點了,然后作出凹透鏡的位置,要偏下一些。如圖：其實這里面也能填平面鏡,具體我們就不作分析了。根據(jù)透鏡來補全光線,在中考中幾乎是每年各省市都要考的一個內(nèi)容,我們已經(jīng)歸納出了那些光線,這種類型的題目已經(jīng)不再是難題了,我們用幾個例子來說明吧。例5：請作出以下各圖中的入射光線或經(jīng)過透鏡折射后的折射光線。ABCDE分析：A圖中凸透鏡,平行光線經(jīng)過凸透鏡會會聚在焦點上。B圖是凹透鏡,平行光經(jīng)過凹透鏡會變得發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長線會聚在虛焦點上。C圖是凸透鏡,兩條光線,一條是平行于主光軸的光線,會聚在焦點上。一條是經(jīng)過焦點的光,會平行于主光軸。D圖是凸透鏡,一條入射光線是通過光心的,傳播方向不會發(fā)生改變,所以是條直線。一條折射光線平行于主光軸,那么入射光線肯定是經(jīng)過焦點的了。第三條折射光線會聚在焦點上,入射光線應(yīng)該是平行于主光軸的。E圖是凹透鏡,透過光心的光線,傳播方向不變,仍然是條直線。折射光線如果平行于主光軸,說明入射光線是發(fā)散的且其延長線會交在虛焦點上。另一條折射光線是發(fā)散的,說明入射光線是平行于主光軸的。ABCDE這幾幅圖還是根據(jù)前面我們分析出的凸透鏡,凹透鏡對光線的折射特點所作的,只要掌握了這幾點規(guī)律,作圖題就會很輕松地解決了。人們根據(jù)透鏡對光線折射的特殊性,有了很多能產(chǎn)生奇妙效果的創(chuàng)造,如照相機等。照相機：照相機的鏡頭就是一個凸透鏡,來自物體的光經(jīng)過照相機鏡頭后會聚在膠卷上,形成一個縮小的像。膠卷曝光后發(fā)生化學(xué)變化,記下物體的像沖洗出來,就是相片了。投影儀：投影儀的鏡頭也是一個凸透鏡,投影片上的圖像經(jīng)過凸透鏡折射后成了一個放大的像。放大鏡：凸透鏡的直接利用,把凸透鏡靠近被觀察物體,可以看到物體被放大了,而且是正立的。在照相機和投影儀兩種器材中,所成的像其實都是倒立的,相片的倒正我們隨手顛倒就能解決,而投影儀為了解決像的倒立問題,投影片都是倒放的,這樣我們看到的就是正立的像了。生活中關(guān)于透鏡的應(yīng)用還很多,把兩個凸透鏡組合在一起,就能制造出望遠(yuǎn)鏡,顯微鏡等更為強大的放大工具。在中考中對透鏡在生活中的實際應(yīng)用的考察很常見,比方：例6：關(guān)于四種光學(xué)元件,以下說法中正確的選項是〔〕A．放大鏡成正立,放大的實像B．照相機成正立,縮小的實像C．幻燈機成倒立,放大的實像D．近視眼鏡成正立,放大的虛像分析：關(guān)于實像和虛像的區(qū)別,在書中也有講解。用光屏能夠承接到的像叫實像,不能用光屏承接的像叫虛像。放大鏡所成的像無法用光屏接到,而照相機,幻燈機所成的像都能光屏承接到。近視眼鏡是一個凹透鏡,它的成像特點我們初中并沒有涉及到,所以答案應(yīng)該選C。例7：如圖a所示為小明同學(xué)的照片,透過凸透鏡去看小明的照片,,看到的像是圖b中的___圖,這個像是___〔填實像,虛像〕分析：用凸透鏡觀察小明的照片,說明是把該凸透鏡當(dāng)作放大鏡來使用,放大鏡是成正立,放大的虛像的,所以是乙。例8：以下關(guān)于幻燈機知識的說法中錯誤的選項是〔〕A．幻燈機的主要部件是凸透鏡B．幻燈機是利用凸透鏡成正立,放大的實像原理制成的C．為使屏幕上得到正立的像,幻燈片應(yīng)倒放D．幻燈機所成的像,像和物是在鏡頭的兩側(cè)分析：幻燈機的鏡頭也是一個凸透鏡,它用來成倒立,放大的實像,為使銀幕上的像是正立的,必須把幻燈片倒放,因為是實像,所以像和幻燈片是在鏡頭的兩側(cè)的,答案應(yīng)是B例9：常用體溫表的刻度局部為三棱體,橫截面積如下列圖,其正面呈圓弧形,這樣從E處就可以看清體溫表內(nèi)極細(xì)的汞柱,以便于讀數(shù)。這是因國圓弧形玻璃的作用相當(dāng)于___鏡,我們用它能看到汞柱被放大的后正立的像。分析：此題考查的凸透鏡在實際生活中的應(yīng)用。現(xiàn)在的物理知識越來越注重聯(lián)系生活實際圓弧形玻璃中間厚而邊緣薄且能透光,所以相當(dāng)于一個凸透鏡〔或放大鏡〕,看到正立的像都是虛像。答案：凸透,虛例10：使用以下幾種光學(xué)儀器時,哪種能得到放大的實像〔〕A．幻燈機B．放大鏡C．照相機D．平面鏡分析：幻燈機成倒立放大的實像,放大鏡成正立放大的虛像,照相機成倒立縮小的實像,平面鏡成正立等大的虛像,所以答案是A。例11：如圖是某同學(xué)制作的模型照相機,紙筒A的一端蒙了一層半透明的紙,紙筒B的一端嵌了一個凸透鏡,兩紙筒套在一起組成了一個模型照相機,為了在A端得到清晰的像,要調(diào)整A、B間的距離,這時：A．眼睛應(yīng)對著B端向筒內(nèi)觀察,看看像是否清楚B．如果看近處景物時像很清楚,再看遠(yuǎn)處景物時就應(yīng)該把B向外拉,增加A．B間的距離C．應(yīng)把A端朝著明亮的室外,B端朝著較暗的室內(nèi),否那么看不清楚D．應(yīng)把B端朝著明亮的室外,A端朝著較暗的室內(nèi),否那么看不清楚分析：A是半透明紙,相當(dāng)于膠卷,B是凸透鏡,相當(dāng)于照相機的鏡頭。這說明照相時,B應(yīng)對著景物,而在A端觀察。為了讓像更清楚,B應(yīng)朝著明亮的室外,這樣會有更多的光線被會聚到A上而使像更清晰。答案應(yīng)是D。關(guān)于凸透鏡成像的光學(xué)元件考察的內(nèi)容還有很多,比方在什么條件下成什么樣的像,如果像的明暗,大小想有些變化,如何調(diào)節(jié)凸透鏡,光屏的位置等。這些知識我們會在后面的兩節(jié)內(nèi)容中做更深入,更透徹的探究。希望今天我們這些分析能幫助大家對透鏡的知識有進一步的理解和掌握。最后,讓我們用一些練習(xí)來穩(wěn)固我們在這篇文章里講到的知識點吧！練習(xí)：1．要使光線發(fā)生如下列圖的偏折,那么方框內(nèi)放置的光學(xué)元件是〔〕A．一定是平面鏡B．一定是凸透鏡C．一定是凹透鏡D．以上均可2．以下光路正確的選項是〔〕3．小華做實驗時,拿起一個裝滿水的燒瓶,透過燒瓶看到了講臺上老師倒立,縮小的實像。以下光學(xué)器件中,與上述現(xiàn)象的成像原理相同的是〔〕A．放大鏡B．照相機C．投影儀D．平面鏡4．以下器件中,用到凸透鏡放大作用的是〔〕A．潛望鏡B．照相機C．近視眼鏡D．體溫計5．放映幻燈時,想使銀幕上出現(xiàn)放大的“F〞字母,那么幻燈片正確的放置方法應(yīng)是〔〕ABCD6．在研究凸透鏡成像實驗中,當(dāng)燭焰離凸透鏡的距離小于焦距時,眼睛通過透鏡觀察到的虛像可能是圖中的〔〕7．以下說法中正確的選項是〔〕A．放大鏡成正立放大的實像B．照相機成正立縮小的實像C．潛望鏡成正立等大的實像D．幻燈機成倒立放大的實像8．在森林里不準(zhǔn)隨處丟棄透明的飲料瓶,這是由于雨水進入飲料瓶后,飲料瓶相當(dāng)