北師大版八年級下冊物理講義《常見的光學儀器》全章復習與基礎知識講解

《常見的光學儀器》全章復習與鞏固(基礎)

【學習目標】

1.知道什么是凸、凹透鏡，認識凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用；

2.知道凸透鏡成像規(guī)律，進一步理解實像和虛像概念；

3.知道幻燈機和投影儀、照相機、顯微鏡、望遠鏡等光學儀器的基本結構和原理;

4.了解近視眼和遠視眼的成因及糾正。

【知識網絡】

「結構特征

凸透鏡，

I光學性質

透鏡4

結構特征

I凹透鏡《

〔光學性質

?！府攗>2f時,成倒立,縮小的實像

見探究凸透鏡成像,｛當f<u<2f成倒立,放大的實像

的

光、當u<f時，成正立，放大的虛像

學

(幻燈機和投影儀：成倒立，放大的實像

儀

器「鏡頭相當于凸透鏡

照相機《

生活中的透鏡〔成倒立，縮小的實像

r顯微鏡的結構及原理

i顯微鏡和望遠鏡〈

I望遠鏡的結構及原理

「眼睛的結構

眠睛和眼鏡4近視眼及其矯正

〔遠視眼及其矯正

【要點梳理】

要點一、透鏡

1、透鏡：兩個面都是球面的一部分，或一個面是球面的一部分、另一個面是平面鏡的透明體叫做透鏡。

2、凸透鏡和凹透鏡：中間厚邊緣薄的叫凸透鏡；中間薄，邊緣厚的叫凹透鏡

凸透鏡凹透鏡

3、基本概念:

(1)主光軸：通過兩個球心的直線C&叫做透鏡的主光軸，簡稱主軸。

(2)薄透鏡：如果透鏡的厚度比球面的半徑小很多，這種透鏡叫做薄透鏡。

(3)光心(0)：薄透鏡的中心0點叫做透鏡的光心。

透鏡的主軸和光心

4、透鏡對光的作用：凸透鏡對光有會聚作用；凹透鏡對光有發(fā)散作用。

5、焦點、焦距：

(1)凸透鏡的焦點：跟凸透鏡主光軸平行的光，經過凸透鏡后會聚于主光軸上某一點F。F點叫做凸透

鏡的焦點。

(2)凹透鏡的焦點：跟凹透鏡主光軸平行的光，經過凹透鏡后形成發(fā)散光。如果迎著發(fā)散光望去，會

覺得這些光好像是從凹透鏡另一側的某一點F發(fā)出來的。F點叫做凹透鏡的虛焦點。

(3)焦距：焦點到凸透鏡光心的距離。

要點詮釋：

1凸透鏡有兩個隹占.凹誘鐐有兩個虛隹占?

2、放在凸透鏡焦之里的光源發(fā)出的發(fā)散養(yǎng)￡經過凸透鏡折射之后變成平行光束，幻燈機、投影儀、

舞臺上的追光燈等儀器就是利用了這一原理；

3、凹透鏡的虛焦點，“虛”表示該點并不是實際光線的交點，而是逆著凹透鏡折射光線的方向看去。

要點二、凸透鏡成像規(guī)律及應用

1、凸透鏡成像規(guī)律：

物的位置像的位置像的性質應用舉例

U=8

v=f成一點測定焦距

(平行光)

像與

u>2f2f>v>f物異縮小、倒立、實像照相機，眼睛

凸u=2fv=2f側等大、倒立、實像

透鏡

2f>u>fv>2f放大、倒立、實像幻燈，電影機

u=fv=°°不成像探照燈的透鏡

同側

u<fv>f放大、正立、虛像放大鏡

凹透鏡物在鏡前任意處v<U同側縮小、正立、虛像

2、口訣記憶:

總結凸透鏡成像規(guī)律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大??；成實像時，物近像遠像變大;

成虛像時，物近像近，像變小。”

(1)“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內成虛像，一倍焦距以外成實像。

(2)“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，(焦點除外)；物距大于二倍焦距成縮小的像。

(3)“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。

(4)“成虛像時，物近像近，像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。

3、生活中的透鏡：

(1)幻燈機和投影儀：鏡頭相當于凸透鏡，來自投影片的光通過凸透鏡后成像，再經過平面鏡改變光

的傳播方向，使屏幕上成倒立、放大的實像。

(2)照相機：鏡頭相當于凸透鏡，來自物體的光經過照相機鏡頭后會聚在膠片上，成倒立、縮小的實

像。

(3)顯微鏡：顯微鏡由兩組鏡片構成，每組鏡片相當于一個凸透鏡。物鏡的焦距很短，目鏡的焦距較

長。

要點詮釋：

1、實像和虛像的區(qū)別：(1)成像原理不同：物體發(fā)出的光線經光學器件會聚而成的像為實像，經光學

器件后光線發(fā)散，反向延長相交形成的像叫虛像。(2)成像性質上的區(qū)別：實像倒立的，虛像是正立的。

(3)接收方法上的區(qū)別：實像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虛像只能被眼睛看到，不能被光

屏收到。

2、數碼相機與傳統相機在影像攝取部分的成像原理大致相同，在成像記錄方面數碼相機主要依靠感光

芯片和存儲卡。

要點三、凸透鏡成像作圖

1、凸透鏡的三條特殊光線：

(1)通過光心的光線經凸透鏡后傳播方向不變如圖甲；

(2)通過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；

(3)跟主光軸平行的光線經凸透鏡折射后過焦點如圖丙。

2.凹透鏡的三條特殊光線

(1)通過光心的光線經凹透鏡后傳播方向不變如圖甲；

(2)射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點，則經凹透鏡折射后平行于主光軸如圖乙;

(3)跟主光軸平行的光線經凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點如圖丙。

要點四、眼睛和眼鏡

1、眼睛：

(1)特點：能夠在一定范圍內自動調節(jié)焦距和進入人眼的光的強度。

(2)結構：瞳孔一一相當于照相機的光圈；

角膜、晶狀體和玻璃體一一相當于照相機的變焦鏡頭；

視網膜一一相當于照相機的底片。

2、近視眼和遠視眼的成因及糾正：

近視眼遠視眼

成因晶狀體凸一些折光能力太強，或者眼球晶狀體比正常人的扁平一些，折光能力太弱，或者眼

在前后方向上太長。球在前后方向上太短。

表現從遠處射來的光只能會聚在視網膜前，看近處物體時，物體的像成在視網膜的后面，看不清

看不清遠處的物體近處的物體

糾正凹透鏡凸透鏡

3、眼睛的度數：

（1）眼睛的度數=5義100（公式中焦距/必須用m作單位）

（2）凸透鏡（遠視鏡片）的度數是正數，凹透鏡（近視鏡片）的度數是負數

要點詮釋：

1、近視眼是因為眼睛調節(jié)能力減弱或是眼球前后過長造成的，近視眼應選用適當度數的近視鏡片進行

矯正，近視眼鏡是由凹透鏡制成的。

2、矯正遠視眼，增強對光的折射作用。可配戴用凸透鏡制成的遠視眼鏡，使入射的光線經凸透鏡折射

后進入眼睛，會聚點就能移到視網膜上。

【典型例題】

類型一、透鏡對光線的作用

Ci.（?睢寧縣校級一模）晉代張華的《博物志》中記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則

得火?！薄跋鞅顖A''就是把冰塊制成鏡；要得火，應把“艾”放在鏡的_________位置。

【答案】凸透；焦點

【解析】要取火需要將光線會聚，所以應該將冰塊制成凸透鏡，透鏡會把光線集中在焦點上時，所以當

把艾放在焦點上時，會隨著溫度的升高達到燃點時即可燃燒，故答案為：凸透；焦點。

【總結升華】此題考查了凸透鏡的特點及靈活利用凸透鏡解決生活實際問題的能力，是中考考查的熱點。

舉一反三：

【變式】關于透鏡對光的作用的討論，不正確的是（）

A.跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長線會聚在焦點上

B.凸透鏡能使會聚光線提前會聚

C.跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線

D.凹透鏡能使會聚光線延后會聚

【答案】A

類型二、凸透鏡成像規(guī)律

2.在焦距為10cm的凸透鏡前25cm處放一支點燃的蠟燭，那么在凸透鏡另一側的光屏上可以得到的

是（）

A.燭焰倒立縮小的實像B.燭焰倒立放大的實像

C.燭焰倒立縮小的虛像D.燭焰正立放大的實像

【答案】A

【解析】凸透鏡的焦距是10cm,蠟燭到凸透鏡的距離是25cm,u>2f,凸透鏡成倒立、縮小的實像。

【總結升華】掌握凸透鏡成像規(guī)律，根據物距、像距和焦距的關系，判斷凸透鏡的成像情況，也能夠根

據凸透鏡的成像情況，判斷物距、像距和焦距的關系。

舉一反三：

【變式】（?滕州市二模）物體從距凸透鏡12cm移到距凸透鏡18cm的過程中，調整光屏的位置，總能

在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透鏡的焦距可能是（）

A.6cmB.10cmC.16cmD.20cm

【答案】B

如圖所示，F為凸透鏡的兩個焦點，A,Bz為物體AB的像，則物體AB在（）

A.圖中I區(qū)域，比A，B7大,箭頭方向向上

B.圖中II區(qū)域，比A，Bz大,箭頭方向向下

C.圖中in區(qū)域，比A，Bz大,箭頭方向向上

D.圖中IV區(qū)域，比A'B'小,箭頭方向向下

【思路點撥】由圖可知像距與焦距的關系，結合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小、倒立

還是正立的關系，以及物距與焦距的關系；根據過光心的光線經凸透鏡折射后方向不變，可以確定物體

的A點在主光軸上，判斷出物體在m區(qū)域。

【答案】C

【解析】由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據凸透鏡成像的特點，此時物體應在二倍焦距以

外，所以物體在圖中III區(qū)域。像是倒立縮小的實像，所以物體的箭頭向上。

【總結升華】凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個方面：①物距與焦距的關系；②成像的性質；③像距與焦距的

關系；④應用。只要告訴其中的一個方面，就可以確定其它三個方面的內容。在此題中，根據圖示確定

了像距（10厘米）與焦距的關系，和像的形狀；然后利用凸透鏡成像的規(guī)律，確定物距和物體的形狀。

舉一反三：

【變式】（多選）在研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗后，禧禧利用圖畫記錄了她觀察到的實驗現象如圖所示。

四幅圖畫中的物、像關系有對有錯，請你幫她把正確的圖選出來（）

【答案】ABC

類型三、透鏡的綜合應用

.在防盜門上安裝一只“貓眼”，屋內的人通過“貓眼”能看清屋外的人是一個正立、縮小的像,

根據你的判斷這個“貓眼”相當于鏡。

【思路點撥】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門內向外看時，物鏡是凹透鏡，目鏡是凸透鏡。

物鏡的焦距極短，它將室外的人或物成一縮得很小的正立虛像，此像正好落在目鏡的第一焦點之內，目

鏡起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的正立虛像，所以防盜門鏡的作用相當于一個凹透鏡。

【答案】凹透鏡

【解析】“貓眼”是由兩塊透鏡組合而成。當我們從門內向外看時，物鏡是凹透鏡，目鏡是凸透鏡。最

后看到來客的正立、縮小的像，所以防盜門的“貓眼”相當于凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用。

【總結升華】題目考查了學生對凸透鏡和凹透鏡本質區(qū)別的認識，理解凸透鏡對光線有會聚作用，凹透

鏡對光線有發(fā)散作用是解答此題的關鍵。

舉一反三：

【變式】在光具座上自左向右依次豎直放置一個凹透鏡、凸透鏡和平面鏡，兩個透鏡的主光軸重合，凸

透鏡的焦距為f,此時兩個透鏡之間的距離為L。在凹透鏡的左側有一水平平行光束通過兩個透鏡后入

射到平面鏡上，經平面鏡反射后，反射光恰能沿原來的光路返回，據此可判斷凹透鏡的焦距為（）

A.fB.LC.f+LD.f-L

【答案】D

類型四、作圖與實驗探究

C5.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，。為光心，若物體AB經凸透鏡成的實像為卜,試用作圖

的方法確定凸透鏡的一個焦點F,并在圖中標出F的位置。

【思路點撥】實像A'B'是由來自物體AB的光線經過凸透鏡折射后組成的。平行于主光軸的光線經過

凸透鏡折射后過焦點，根據這一特點我們可以在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經

凸透鏡折射后射到A,點，折射光線與主光軸相交的點為焦點。

【答案與解析】在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射到A'點，折射

光線與主光軸相交的點為焦點F。同樣，我們利用光路是可逆的，也可以在A'B'上從A'點開始做一

條與主光軸平行的光線，經凸透鏡折射后射后到A點，折射光線與主光軸相交的點也是焦點。故答案為:

【總結升華】題目考查了利用凸透鏡的三條特殊光線的作圖：①通過焦點的光線經凸透鏡折射后將平行

于主光軸。②平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經凸透鏡折射后傳播方向

不改變。

^^6.在探究凸透鏡成像特點的實驗中。

（1）實驗時，在光