3.4 透镜的应用 (共23张PPT)2024-2025学年苏科版物理八年级上册

(共23张PPT)
射电望远镜
光圈环
调焦环
镜头
快门
胶片
显微镜
天文望远镜
3.4 透镜的应用
2024年秋苏科版八年级物理上册
照相机和眼球
数码相机
眼球
人的眼球像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机的感光器件。来自物体的光通过晶状体成像于视网膜上，如图所示，视觉神经把信息传递给大脑，人就产生了视觉。
照相机是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。
以现在最常用的数码相机为例，数码相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光通过镜头成像在感光器件上，如图所示，感光器件将光信号转换为电信号，可在显示屏上显示出来。
视力的缺陷与矫正
活动3.6
模拟探究近视眼的缺陷
【做一做】
如图所示，将凸透镜看作眼球的晶状体、光屏看作视网膜，给“眼睛”戴上近视眼镜，使烛焰在“视网膜”上成像，并标出此时光屏的位置。移去近视眼镜，光屏上的像变得模糊了，这就是近视眼所看到的景象。移动光屏，使光屏上烛焰的像重新变清晰，标出光屏的位置。
睫状体
角膜
瞳孔
晶状体
视神经
视网膜
玻璃体
眼睛的构造
活动3.6
模拟探究近视眼的缺陷
【说一说】
近视眼看远处的物体时，物体通过晶状体所成的像落在视网膜前方还是后方？
常见的视力缺陷有近视和远视，它们都是由于人眼的调节功能降低，不能使物体成像在视网膜上引起的。
近视眼看不清远处的物体，是因为晶状体的弯曲度经调节后，物体的像仍落在视网膜的前方，如图 3-29（a）所示。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼球前面放一个合适的凹透镜，就能使像向后移到视网膜上。
远视眼看不清近处的物体，是因为晶状体的弯曲度经调节后，物体的像仍落在视网膜的后面，如图 3-29（b）所示。利用凸透镜能使光会聚的特点，在眼球前面放一个合适的凸透镜，就能使像向前移到视网膜上。
正常眼睛看
远处的物体
近视眼看
远处的物体
近视眼看远、
近处的物体
读一读
眼镜的度数
眼镜的度数表示的是镜片（透镜）折光本领的大小。我们知道，近视或远视程度越严重，所配眼镜的度数越高。镜片的度数越高，焦距就越短，发散或会聚光的本领就越大。
眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以米为单位）倒数的100倍。
D=（度）
远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。
例如，焦距为0.5m的远视镜片度数为200 度，焦距为0.2 m 的近视镜片度数为 -500度。
望远镜与显微镜
望远镜（telescope）能使远处的物体在近处成像。观看演出时，借助望远镜可以清晰地看到远处舞台上的精彩表演；旅行时，也可用望远镜来欣赏远处的风景。图 3-30 所示是一架双筒望远镜。
1608 年，荷兰的一位眼镜制造师在通过两个透镜看远处的物体时，意外地发现远处的物体好像变近了
望远镜与显微镜
如图所示，一般的单筒天文望远镜可看作是由两个透镜组成的，靠近人眼的透镜叫作目镜，靠近被观察物体的透镜叫作物镜。目镜的焦距较短，物镜的焦距较长。将它对准远处的物体（如月球）进行观察时，物体发出的光经物镜折射后成缩小的实像，再通过目镜的放大作用，增大视角，我们就能清楚地看到远处物体的像。
目镜
人眼最终看到的是：
倒立、放大的虚象
物镜
光路图
生活 物理 社会 光学天文望远镜的发展
伽利略望远镜
第一位把望远镜用于天文观测的是意大利物理学家伽利略。他用自制的望远镜观察天体，并以确凿的证据支持了哥白尼的“日心说”。伽利略制作的望远镜是用一块凸透镜作为物镜、用一块凹透镜作为目镜制成的，通常叫作伽利略望远镜。
1611年，德国天文学家开普勒用两个凸透镜组成望远镜。这种望远镜更适宜于观察天体，通常称为开普勒望远镜。
生活 物理 社会 光学天文望远镜的发展
1668 年，牛顿用金属磨成的凹面镜代替凸透镜作为物镜，制成了第一架反射式望远镜，如图所示。由于这种望远镜可以 使接收光的口径更大并能较好地消除色差，因此现代大型天文望远镜大多采用这种结构。
1990 年，哈勃空间望远镜被送入太空，它避免了大气层的干扰，将人们的视觉范围扩展到遥远的宇宙深处。
牛顿制造的反射式望远镜
哈勃空间望远镜
显微镜
显微镜（microscope）可以帮助我们看清肉眼看不见的微小物体，如微生物、动植物的细胞等。显微镜的物镜和目镜都是凸透镜，与开普勒望远镜不同的是，它的物镜的焦距很短、目镜的焦距较长。微小的物体经过物镜和目镜两次放大后，人眼就可以看清楚了。图示是光学显微镜和光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮。
光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮
国家工程
南极巡天望远镜和月基光学望远镜
国家工程
南极巡天望远镜和月基光学望远镜
1．人眼的晶状体相当于凸透镜。观察物体时，物体在视网膜上所成的像有哪些特点？
实践与练习
若将人眼的晶状体当作凸透镜，视网膜当作光屏，那么在人观察物体时，物距往往要远大于2倍焦距，因此成的像应该是倒立、缩小的实像。
2. 向眼镜销售或制造人员请教，有哪些辨别眼镜类型及估测眼镜度数的简便方法？请尝试用学过的光学知识加以解释。
根据《城市区域噪声标准》明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值：
1、疗养区、高级别墅区、高级宾馆区，昼间50分贝、夜间40分贝；
2、以居住、文教机关为主的区域，昼间55分贝、夜间45分贝；
3、居住、商业、工业混杂区，昼间60分贝、夜间50分贝；
4、工业区，昼间65分贝、夜间55分贝；
5、城市中的道路交通干线道路、内河航道、铁路主、次干线两侧区域，昼间70分贝、夜间55分贝，（夜间指22点到次日晨6点）。
实践与练习
辨别眼镜类型的方法：如对太阳光是会聚还是发散；成像情况；用手摸等。
估测眼镜度数的简便方法：
将远视镜片正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，改变镜片与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮，测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离就是焦距f ，则眼镜的度数=100/f。
我们知道，近视或远视程度越严重，所配眼镜的度数就越大。眼镜的度数表示的是镜片折光本领的大小。镜片的度数越大，发散或聚光的本领越大。
眼镜的度数在数值上等于镜片（透镜）焦距f（以m为单位）倒数的100倍。 眼镜的度数=100/f。
3. 如图所示，透过盛有水的水杯观察人偶。改变人偶与水杯的距离，描述你所看到的像的特点，并分析原因。
实践与练习
透过盛有水的水杯观察人偶，此时盛有水的水杯相当于一个凸透镜。据凸透镜成像规律：物距小于焦距，成正立放大虚像；物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立放大实像；物距大于二倍焦距，成倒立缩小实像。
注意水杯形成的透镜左右边薄，中间厚，是凸透镜的形状特点；而在竖直方向上水的厚薄程度相同，则可知光线通过水时，在水平方向上对光线有偏折作用，而在竖直方向上则没有，所以所成的像，左右颠倒、上下不颠倒。
（1）当人偶比较靠近水杯时，到水杯的距离小于一倍焦距，会成正立、放大的虚像，看到人偶变粗的像，但高度不变；
（2）当人偶离水杯足够远时，在水杯的2倍焦距之外，成倒立、缩小的实像，此时左右颠倒、上下不颠倒。
4. 小水滴相当于一个焦距较短的凸透镜，再选用一个焦距较长的凸透镜作为目镜，自制一个水滴显微镜，如图所示，并用它观察细盐粉、头发丝、昆虫翅膀等。
实践与练习
小水滴接近圆形，所以其相当于一个焦距很小的凸透镜，是当作显微镜的物镜来使用的；
凸透镜在上面，是目镜；此时，凸透镜镜相当于一个放大镜，成的是一个正立、放大的虚像；二次放大成的像相对于物体是倒立的。
5. 调查班上同学的视力状况和用眼习惯（如连续看电视、看手机、看书、做作业的时间），并查阅资料，了解保护视力的方法，对用眼卫生等提出合理的建议。
实践与练习
保护视力的方法与建议：做好眼部卫生，使眼睛保持清洁，避免过度揉眼睛；合理安排用眼时间，每隔20分钟休息一会，闭眼或眺望远方；注意用眼环境，光线要适宜；注意用眼姿势，避免趴着、躺着、走路、坐车的时候读写；等等。