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第1节 透镜
八年级
初中物理
第四章 透镜及其应用
学习目标
3.通过平行光聚焦法,学会粗测凸透镜的焦距。
1.认识凸透镜和凹透镜,了解透镜的焦点、焦距。
2.知道凸透镜对光有会聚作用,凹透镜对光有发散作用,并学会画相关光路图。
凸透镜和凹透镜
知识点一
1.透镜的概念:透镜是利用光的折射原理制成的光学器件。
2.透镜的种类
凸透镜中间
厚、边缘薄,
(如放大镜)
凹透镜中间
薄、边缘厚,
(如近视镜片)
3.透镜的主光轴和光心
光心
主光轴
主光轴
光心
(1)主光轴:通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴,简称主轴,每个透镜都有1条主光轴,主光轴用点划线表示。
(2)光心:每个透镜主轴上都有一个特殊点,凡是通过该点的光,其传播方向不变,这个点叫光心。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
光心
光心
通过透镜光心的光的传播方向不改变。
光心
光心
下列关于透镜的说法,正确的是( )
A. 透镜一定是用玻璃制成的
B. 中间凸出的一定是凸透镜
C. 透镜分为凹透镜和凸透镜两类
D. 透镜的两个表面必须制成球面
C
典例1
解析:透镜通常用玻璃、树脂、水晶等透明材料制成,A 错误。 凸透镜是中间比边缘厚的镜片,凹透镜的镜片也可以中间凸出,如近视眼镜,但总体上它属于中间薄、边缘厚的镜片,B 错误。 透镜的两个表面可以都是球面的一部分,也可以只有一个面是球面的一部分,D 错误。
答案:C
透镜对光的作用
知识点二
凸透镜对光线起会聚作用,因此凸透镜也叫会聚透镜。
1.凸透镜对光的作用
现象:这些光线通过透镜后会聚于主光轴上一点。
让平行于凸透镜主光轴的光束射向凸透镜,观察光通过凸透镜后如何传播?
2.凹透镜对光的作用
凹透镜对光线起发散作用,因此凹透镜也叫发散透镜。
现象:这些光线通过透镜后偏离主光轴散开,但其反向延长线交会聚于主光轴上一点。
让平行于凹透镜主光轴的光束射向凹透镜,观察光通过凹透镜后如何传播?
3. 对会聚和发散的理解
(1)凸透镜对光有会聚作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴,即通过凸透镜的光将向主光轴方向偏折,并不是说通过凸透镜的光都是会聚的。如图所示。
(2)凹透镜对光有发散作用,指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴,即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折,并不是说通过凹透镜的光都是发散的。如图所示。
由于光在发生折射的过程中光路是可逆的,而透镜对光的作用也是折射,所以透镜中光路也是可逆的。
4.透镜中的光路可逆
典例2
凸透镜对光的作用是( )
C
A. 光通过凸透镜后变成平行光
B. 只对平行于主光轴的光才有会聚作用
C. 对任何光都有会聚作用
D. 只对平行于主光轴的光才有发散作用
解析:只有经过凸透镜焦点的光,通过凸透镜后才会变成平行于主光轴的平行光,A错误。凸透镜能使通过凸透镜后的折射光更靠近主光轴,即凸透镜对任何光都有会聚作用,B、D错误。
答案:C
焦点和焦距
知识点三
1.凸透镜的焦点与焦距
F
(1)跟凸透镜的主光轴平行的光,经凸透镜后会聚于一点F,这个点F 叫凸透镜的焦点。
F
焦距
(2)凸透镜有两个焦点。
(3)焦点到凸透镜光心的距离叫焦距( f )。
f
f
焦点
(1)跟凹透镜的主光轴平行的光,经凹透镜后形成发散光,发散光的反向延长线相交于一点F,这个点F 叫凹透镜的虚焦点。
F
2.凹透镜的焦点、焦距
(2)凹透镜有两个虚焦点。
(3)虚焦点到凹透镜光心的距离叫焦距( f )。
F
f
f
3.粗测凸透镜焦距的方法
操作:把一只放大镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调整放大镜与纸的距离,观察现象?
现象:纸上会出现一个很小、很亮的光斑,且光斑处的温度很高,如果长时间照射,纸会被烤焦。
测出光斑到凸透镜光心的距离,即该凸透镜的焦距,这种测凸透镜焦距的方法被称为平行光聚焦法。
纸上的光斑变成最小、最亮的这个点就是凸透镜的焦点。
透镜类型 入射光线 折射光线 图例
凸透镜 平行于主光轴 经过另一侧的实焦点
经过焦点或从 焦点发出 平行于主光轴射出
经过光心 不改变原来的传播方向
4.三条特殊光线
(1)凸透镜的三条特殊光线
透镜类型 入射光线 折射光线 图例
凹透镜 平行于主光轴 反向延长线经过另一侧 的虚焦点
斜 射 向 凹 透 镜 另 一 侧 的 虚焦点 平行于主光轴射出
经过光心 不改变原来的传播方向
(2)凹透镜的三条特殊光线
典例3
将甲、乙两图中的折射光线补画完整。
根据透
镜的三条
特殊光线
作图。
解析:甲图中是凸透镜,通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后与主光轴平行;乙图中是凹透镜,延长线通过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后与主光轴平行。
答案:如图所示。
课堂小结
透镜
三条特殊光线
凸透镜:对光有会聚作用
种类及
作用
主光轴、光心、焦点( F )、焦距( f )
作图
相关
概念
凹透镜:对光有发散作用
1.有媒体报道:在烈日下洗车,水滴所产生的效果会使车身局部产生高温现象,时间长了车漆便失去光泽,对这一现象合理的解释是( )
B
随堂练习
A.水滴相当于平面镜,能使光发生折射而让车漆失去光泽
B.水滴相当于凸透镜,能使光聚在车身的局部而产生高温
C.水滴相当于凹透镜,能使光聚在车身的局部而产生高温
D.水滴相当于凸透镜,能使光发散从而车身局部产生高温
2.让甲、乙两个透镜正对平行光,观察到的现象如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙两个透镜对光线都是会聚的
B.甲透镜对光线是会聚的,乙透镜对光线发散
C.甲是凹透镜,乙是凸透镜
D.甲是凸透镜,乙是凹透镜
甲 乙
C
3.如图所示是透镜对光的作用,其中正确的是( )
A B C D
C