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1、透镜及其应用第一节 透镜凸透镜凹透镜定义中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。实物形状主光轴和光心透镜上通过球心的直线CC叫做主光轴，简称主轴。每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。对光线作用及光路图凸透镜对光有汇聚作用。凹透镜对光有发散作用。光线透过透镜折射，折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。光线通过透镜折射后，折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。特殊光线焦点和焦距凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的
2、一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示。焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等。凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等。焦距与会聚能力的关系凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱，焦距越小，会聚能力越强。凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距越小，发散能力越强。同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越凹，焦距越短，发散能力越强。每个凸透镜的焦距是一定
3、的。每个凹透镜的焦距是一定的。用凸透镜正对太阳，调整凸透镜到纸的距离，使纸上形成 最小 、最亮的光斑，那么这个光斑在凸透镜的焦点上关于两种透镜三条特殊的光线：1、凸透镜三条特殊光线， A.与主光轴平行的光线经透镜折射过焦点B.过光心的光线传播方向不变； C、过焦点的光线经透镜折射后与主光轴平行。2、凹透镜三条特殊光线A与主光轴平行的光线经透镜折射后反向延长线过焦点；B、过光心的光线传播方向不变C、射向对侧焦点的光线经透镜折射后与主光轴平例题1. 下列说法正确的是（ ）A.不论是凸透镜还是凹透镜，经过光心的光线方向不改变 B.不论是凸透镜还是凹透镜，他们的光学性质都是由于光线透过时，在两侧表面发
4、生了两次折射形成的 C.凸透镜对光线有会聚作用，所以通过凸透镜的光线一定相交于一点 D.凹透镜对光线有发散作用，所以通过凹透镜的光线一定是发散开的例题2. 关于像，下列说法中正确的是（ ）A.凸透镜成虚像时，因用光屏接收不到，所以人眼也看不到B.虚像都是由光的反射形成的，实像都是由光的折射形成的C.虚像总是放大的，实像有时是放大的有时是缩小的D.虚像用眼可以看到，用光屏接收不到例题3.请在图中填透镜、面镜.（二）生活中的透镜照相机投影仪放大镜像的性质倒立、缩小的实像倒立、放大的实像正立、放大的虚像光路图成像特点1物体的镜头距离（物距）大于底片镜头的距离（像距）2物体靠近镜头物体所成的像越大物体
5、远离镜头所成的像越小3倒立、缩小的实像4像与物体在镜头两侧1投影仪到的镜头距离（物距）小于镜头到屏幕的距离2投影仪到的镜头距离越近，屏幕所成的像越大，像到镜头的距离越大3倒立、放大的实像4像与物体在镜头两侧镜头相当于一个凸透镜，投影片要颠倒放置。平面镜的作用： 改变光的传播方向 ，使得射向天花板的光能够在屏幕上成像。1被观察的物体放大了2放大镜离物体越近所成的像越小，放大镜离物体越远所成的像越大3放大镜离物体的距离大到一定程度所成的虚像消失4像与物体在镜头同侧5正立、放大的虚像实像：用光屏能承接的 虚像：不能用光屏能承接的实像异侧（物体与像在镜头两侧）倒立 虚像同侧（物体与像在镜头同侧）正立例
6、题4. 以下说法正确的是（ ）A.用显微镜观察时像是正立的，用天文望远镜观察时像是倒立的B.用显微镜观察时像是倒立的，用天文望远镜观察时像是正立的C.用显微镜和天文望远镜观察到的像都是正立的D.用显微镜和天文望远镜观察到的像都是倒立的例题5. 关于四种光学仪器的成像情况，以下说法中正确的是（ ）A.放大镜成正立放大的像 B.照相机成正立缩小的像C.投影仪成倒立缩小的像 D.幻灯机成正立缩小的像例题6. 放幻灯时，银幕上出现了一面旗，它的形状如图中的A相似，则幻灯机上的旗应是图中（ ）（三）探究凸透镜成像的规律1、物距：物距是物体到凸透镜的距离，用u表示。2、像距：像距是像到凸透镜的距离，用v表
7、示。3、实验：器材：光具座、凸透镜、光屏、刻度尺、蜡烛、火柴等步骤：A、依次将点燃的蜡烛、透镜、光屏安放在光具座上，调整火焰的中心、透镜的光心、光屏的中心在同一高度上。B、调节蜡烛到透镜的距离，使u2f，左右移动光屏，直到在光屏上能够看到烛焰的清晰的像，记下此时的物距和像距的大小。这时我们会看到光屏上出现相对蜡烛倒立的缩小的像，此时像位于一倍焦距和二倍焦距之间。C、把蜡烛移向凸透镜，仍保持它们的距离大于2倍焦距，再移动光屏。可以观察到还是倒立的缩小的实像。像的位置仍在一倍焦距与二倍焦距之间。但与步骤B相比像远离了透镜，即像距大了。蜡烛移动到距透镜2 倍焦距处，移动光屏可以在距离透镜2 倍焦距处
8、观察到倒立的与烛焰等大的实像。像的位置也在2倍焦距处。D、调节蜡烛到透镜的距离，使fu2f，左右移动光屏，直到在光屏上能够看到烛焰的清晰的像，记下此时的物距的像距的大小。这时我们会看到在光屏上出现与蜡烛相比倒立、放大有像，像的位置在凸透镜的二倍焦距以处。E、继续减小蜡烛到透镜的距离，当u2ffv2f倒立缩小实像异侧照相机u=2fv=2f倒立等大实像异侧fu2f倒立放大实像异侧投影仪u=f不成像uf正立放大虚像同侧放大镜重点提示：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近像变小。如果凸透镜被遮挡住一部分，只有一部分进光，凸透镜对光的作用不变，仍是完整的像，只是像
9、变暗了。“倒立的实像”是相对于物来说的，像与物上下颠倒、左右相反。凡倒立的是实像，实像是倒立的；凡正立的是虚像，虚像是正立的。例题7.将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20 cm的纸上接到一个很小的亮斑.当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（ ）A.倒立、放大的实像 B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的实像 D.正立、缩小的实像例题8.将一个物体放在距凸透镜20 cm处时，用光屏可接收到一个放大的像.这个凸透镜的焦距可能是（ ） cm cm cm cm例题9. 在探究凸透镜成像规律的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一清晰的像，则 ( )
10、A. 所成的像是正立缩小的实像B. 所成的像是倒立缩小的实像C. 把凸透镜向左移动，调整光屏的位置，得到的像变大D. 把凸透镜向右移动，调整光屏的位置，得到的像变大（四）眼睛和眼镜1角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜；睫状体改变晶状体的形状，从而改变晶状体的焦距；虹膜调节瞳孔的大小，控制进入眼睛的光的多少。2、眼睛的视物原理：眼球好像一架照相机，眼睛的角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。当眼睛看近处的物体时，睫状体收缩，带动晶状体变厚、折光作用增强，来自近处物体的光线会聚在视网膜上形成视觉。当看远处物体时，睫状体放松，带动晶状体变薄，折光作
11、用减弱，来自远处物体的光会聚在视网膜上产生视觉。3、近视眼和远视眼的区别：特点形成原因矫正近视眼近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑配戴凹透镜远视眼远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜，在视网膜上形成一外模糊的光斑配戴凸透镜4、明视距离：正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离叫做明视距离，大约25厘米。5、透镜的焦度： 透镜焦距的倒数叫焦度，用表示。=1/f。
12、眼睛的度数用D表示，D=100/f，f的单位是m。重点提示：凸透镜（远视镜片）的度数为正数，凹透镜（近视镜片）的度数为负数。近视远视成因及矫正图（五）显微镜和望远镜1、显微镜（物镜实像目镜虚像）结构：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。原理：来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，由目镜所得的视角比用眼睛直接观察物体时的视角大得多，我们就可以看到肉眼看不到的小物体了。放大镜倍数等于目镜和物镜放大倍数之积。重点提示：物体对眼睛所成视角
13、的大小不仅和物体的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。2、望远镜（开普勒望远镜目镜凸物镜凸，伽利略目镜凹，反射式望远镜物镜凹目镜凸） （物镜实像目镜虚像）结构：由目镜（由凸透镜或凹透镜组成）和物镜（由凸透镜组成）组成。原理：物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜用来把这个像放大，就能看清远处的物体了。重点提示：望远镜物镜焦距长，目镜焦距短，且物镜的第二焦点和目镜的第一焦点重合。伽利略望远镜原理反射式望远镜原理重点专攻1、正确理解会聚作用和发散作用凸透镜（凹透镜）对光的会聚（发散）作用是指从透镜射出的光线相对于入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度，即光线经过凸透镜（凹透镜）并不一定会聚
14、到一点（发散），只不过比原来的传播方向更靠近主光轴（更远离主光轴）。会聚作用与会聚光线是不同的，发散作用与发散光线也是不同的，要区别开，即会聚作用射出的不一定是会聚光线，发散作用射出的不一定是发散光线。2、根据成像判断透镜的情况利用凸透镜成像规律分析实际问题时关健是根据题中所给的成像情况，利用成像特点列出物距与焦距（或像距与焦距）的关系式，通过解不等式或不等式组得到焦距的范围，再进一步利用成像特点分析具体问题。例题10.人眼的晶状体相当于凸透镜。针对如图所示的成像情况，下列判断正确的是 （ ） A. 属于近视眼，应配戴凸透镜B. 属于近视眼，应配戴凹透镜C. 属于远视眼，应配戴凸透镜D. 属于
15、远视眼，应配戴凹透镜例题11.下面关于远视眼的说法正确的是（ ） A.小明在医院经过鉴定是远视眼这说明他的眼睛非常好，看物体非常清楚 B.远视眼要带凸透镜来看清近处物体 C.远视眼是晶状体太薄折光能力过强造成的 D.远视眼不管看近处还是远处物体成像都在视网膜的后面课堂练习1. 如图,为凸透镜成像的示意图.由于不慎将透镜的上沿摔掉一块（图中阴影部分），则所成的像将（ ）A.像的A部分消失了 B.像的B部分消失了C.成像的效果不受影响 D.像AB是完整的，亮度变暗2. 某同学在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为60 cm，他想在光屏上成一个与蜡烛等大的像（保持蜡烛到光屏的距离不变），应选择
16、的凸透镜是（ ）A.焦距大于30 cm的 B.焦距小于30 cm的C.焦距等于30 cm的 D.焦距等于15 cm的3. 在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为50 cm保持不变，某同学将一个焦距为10 cm的透镜从光屏移向蜡烛的过程中，下列说法正确的是（ ）A.能在屏上成一次清晰的像 B.能在屏上成二次清晰的像C.能在屏上成三次清晰的像 D.不能在屏上成清晰的像4.老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（ ）A报与放大镜不动，眼睛离报远些 B报与眼睛不动，放大镜离报远一些C报与放大镜不动，眼睛离报近一些D报与眼睛不动，放大镜离报近一些5. 某同学拍毕业合影后，想拍一
17、张单身像。摄影师应采取的方法是（ ）A使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些B使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些C使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些D使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些6.在研究凸透镜成像的实验中,当蜡烛位于凸透镜前某位置时,在透镜的另一侧的光屏上呈现一个倒立、缩小的像,若保持凸透镜的位置不变,把蜡烛与光屏的位置相互交换,则光屏上将出现一个（ ）A.倒立、放大的清晰的像 B.倒立、缩小的清晰的像 C.倒立、等大的清晰的像 D.正立、放大的清晰的像7.航空摄影摄制人员要从高空给地面上的物体照相,若所用的照相机镜头的焦距为50mm,则胶片与镜头的
18、距离为 ( )以内 B.恰为50mm C.略大于50mm D.在100mm以外8. 一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（ ）A像逐渐变大，像距逐渐变小B像逐渐变小，像距逐渐变大C像逐渐变大，像距逐渐变大D像逐渐变小，像距逐渐变小9. 参照上题的判断，选出以下的正确说法（ ）A.用显微镜观察到的是虚像，用望远镜看到的是实像B.用显微镜观察到的是实像，用望远镜看到的是虚像C.目镜成的是实像，物镜成的是虚像 D.目镜成的是虚像，物镜成的是实像10.小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图9所示的a、b
19、、c、d四点，并分别调整光屏的位置当蜡烛位于_点时，屏上出现放大的像；当蜡烛位于_点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像11.某小组同学在做“验证凸透镜成像规律”实验的过程中发现：当发光物体与光屏之间的距离L确定时，将凸透镜从发光物体处缓慢向光屏移动的过程中，有时能在光屏上成两次清晰的像，有时只能成一次清晰的像，有时不能在光屏上成像。为了研究产生这些现象的条件，该小组同学进行实验，并将每次实验中的相关数据及现象记录在下表中。(1) 分析比较实验序号1、2、3(或5、6、7)的第一次成像数据中像距v物距u的变化关系及相关条件，可得出的结论：_；(2)分析比较实验序号1(或2、或5、或6)的第一和第二次成像数据中物距与像距的关系及相关条件，可得出的结论：同一凸透镜，当_一定，移动凸透镜能在光屏上成两次像时_；(3)继续分析比较表格是物屏距离L与凸透镜焦距f的数据及观察到的现象，可得出的结论：在_条件下，移动凸透镜，可以在光屏上得到一次放大的像和一次缩小的像。
