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第二节 透 镜
第四章 光的折射 透镜
知识点
透镜
感悟新知
1
1. 透镜类型
类型 定义 图示
凸透镜 中间厚、边缘薄
凹透镜 中间薄、边缘厚
易错提醒
判断是凸透镜还是凹透镜时,不能根据透镜表面的凹凸判断,而是根据中间与边缘的厚薄判断.
感悟新知
2. 初识透镜的成像
实验体验:如图1 所示,通过凸透镜
近距离看书本的文字,看到放大的文字;
通过凹透镜近距离看书本的文字,看到
缩小的文字.
实验结论:凸透镜和凹透镜的成像性质不同;近前物体通过凹透镜成正立、缩小的虚像,通过凸透镜成正立、放大的虚像.
感悟新知
方法点拨
由成像性质判断透镜种类:成正立、缩小的像的是凹透镜;成正立、放大的像的是凸透镜.
感悟新知
[中考·桂林] 在如图2 所示的光学元件中,属于凸透镜的是( )
例 1
解析:中间比边缘厚的透镜为凸透镜;中间比边缘薄的透镜为凹透镜.
C
感悟新知
1. 防盗门上装有“ 猫眼”,屋内的人通过“猫眼”看到屋外的人是一个正立、缩小的像,屋外面的人却看不清屋内的人,则“猫眼”应该是( )
A. 凹透镜 B. 凸透镜
C. 凸面镜 D. 凹面镜
A
知识点
透镜对光的作用
感悟新知
2
1. 探究凸透镜对光的作用
实验体验:如图3 所示,把凸透镜正对着太阳光,纸紧靠凸透镜放置.
感悟新知
(1)在凸透镜逐渐远离纸的过程中,观察到纸上光斑先渐渐变小变亮,后渐渐变大变暗.
(2)最小的光斑落在纸上一段时间后,观察到纸会被烤焦,甚至着火.
感悟新知
分析思考 (1)凸透镜移动过程中,光斑的变化特征说明光通过凸透镜后是如何传播的?
分析结果
太阳光经过凸透镜的传播情况如图6所示.
感悟新知
(2)纸被烤焦,甚至着火的原因是什么?
纸被烤焦是凸透镜将太阳光聚集到光斑的结果.
感悟新知
实验结论:凸透镜对太阳光有会聚作用.
感悟新知
2. 观察凹透镜对光的作用
实验体验:(1)如图4 所示,在凹透镜正对太阳光逐渐远离纸的过程中,观察到纸上阴影相对于周围而言越来越暗.
感悟新知
(2)如图5 所示,将平行光正对凹透镜照射时,通过凹透镜的传播情况如图所示.
感悟新知
类比思考 将光通过凹透镜的传播和凸透镜的传播相类比,说明凹透镜对光有什么作用?
类比结果
凹透镜和凸透镜的区别是对光的作用不同,凸透镜主要对光起会聚作用,而凹透镜主要对光起发散作用.
感悟新知
实验结论:凹透镜对太阳光有发散作用.
感悟新知
3. 透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用,称为会聚透镜.
(2)凹透镜对光有发散作用,称为发散透镜
感悟新知
深度思考 把凹透镜正对太阳光,纸上为什么不是亮斑而是比周边暗的阴影?
深度理解
没有凹透镜时,纸上亮度均匀. 凹透镜挡在纸前,透过凹透镜光发生发散,导致照射到纸面的光变弱形成阴影.
感悟新知
[中考·长沙] 我国出土的文物“水晶饼”为中
部鼓起的透明圆饼,古籍记载“正午向日,以艾承之,即火燃”. 关于“水晶饼”利用太阳光生火,下列说法正确的是( )
A. 这是光的反射现象
B. 这是光的色散现象
C.“水晶饼”对光有会聚作用
D.“水晶饼”对光有发散作用
例2
感悟新知
方法点拨:判断凸透镜还是凹透镜可以根据形状判断,也可以根据对光的作用判断,有时还可以根据成像的特点判断.例如,由信息“水晶饼为中部鼓起的透明圆饼”,可知中间厚、边缘薄,属于凸透镜.
感悟新知
解析:由信息“水晶饼为中部鼓起的透明圆饼”,可知中间厚、边缘薄,属于凸透镜. 由信息“正午向日,以艾承之,即火燃”,可知对光有会聚作用. 利用太阳光生火是光的折射现象.
答案:C
感悟新知
2.[中考·晋中] 如图7所示,西汉时期的《淮南万毕术》中记载有“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生.”请你用学过的光学知识判断“削冰令圆”就是把冰块制成______镜,“火生”应用这种透镜对光的______作用.
凸透
会聚
知识点
焦点和焦距
感悟新知
3
1. 焦点
(1) 平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后,会聚于主光轴上一点,这一点叫凸透镜的焦点(F),如图8 所示.
感悟新知
(2) 平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后,发散光线的反向延长线交于主光轴上一点,这一点叫凹透镜的焦点(F),如图9 所示.
(3)透镜的两侧各有一个焦点,是对称的.
2. 焦距 焦点到光心的距离叫焦距(f).
感悟新知
逆向思考 (1)光源位于凸透镜的焦点,从光源照射到凸透镜的光通过凸透镜后如何传播?
逆向结果
根据光路的可逆性,光源位于凸透镜的焦点,光源照射到凸透镜的光,平行于主光轴传播( 如图12 所示).
感悟新知
(2)什么光通过凹透镜后,平行于主光轴传播?
根据光路的可逆性,照射到凹透镜的光,如果延长线通过焦距,经凹透镜后平行于主光轴传播(如图13所示).
感悟新知
3. 透镜的特殊光线
(1)凸透镜(图10)
感悟新知
(2)凹透镜(图11)
感悟新知
[中考·泰州] 如图14 所示,请完成图中光通过透镜后的光路.
例 3
解:如图15 所示.
感悟新知
解析:过凸透镜光心的光线传播方向不改变;通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴(如图15 所示).
感悟新知
3.[中考·青海] 请你将如图16 所示的光路图补充完整.
解:如图15 所示.
知识点
会聚和发散的奥秘
感悟新知
4
1. 透镜相当于两个三棱镜组合而成,三棱镜将光线向底面偏折,实现了光线会聚或发散.
2. 图解透镜对光的作用(图17)
感悟新知
关联思考 凸透镜会聚的奥秘和光的色散现象相联系,对具体的凸透镜而言,红光的焦距和紫光的焦距哪个短?
关联结果
如图18 所示,紫光通过三棱镜的偏折程度大于红光,则紫光通过凸透镜后会聚在红光之前,则紫光的焦距短.
课堂小结
透 镜
透镜
凹透镜
凸透镜
对光有会聚作用
对光有发散作用
主光轴
光心
焦点
焦距