(共19张PPT)
第四章 神奇的透镜
专题二 光学作图
类型一:光的反射与折射作图
1.光的反射作图要求。
(1)标明光的方向:入射光线箭头指向反射面,反射光线
箭头背离反射面,明确体现光的传播方向。
(2)标注角的大小:入射角和反射角是对应光线与法线的
夹角,在角内标注并注明度数。
(3)遵循反射规律:反射角等于入射角,光线与反射面的
夹角和入射角(反射角)互余,可相互校验角度准确性。
如图所示,反射光线OB与镜面成30°夹角,请在
图中画出对应的入射光线AO,并标出入射角及其度
数。
答案:
一个水池左侧墙壁上有一个小射灯S,S发出的
一束光SO,经水面反射后反射光线为OA。请在墙壁上
标出S点的位置,并画出入射光线SO。
2.光的折射作图要点。
(1)定位置:入射光线、折射光线分居法线两侧,先画界
面和法线,再确定折射光线。
(2)比大小:光在空气与其他介质间传播时,空气中的角
更大,可据此画出入射角和折射角。
(3)记特例:光线垂直射向界面,传播方向不变,入射
角、折射角均为0°。
请在图中画出光经过水和空气分界面后折射光线
的大致位置。
答案:
小明用光路图来解释“水池变浅”的道理:池
底A点反射出的光线经过水面折射进入C点的人眼,B点
是人眼看到池底A点像的位置。请在图中画出“水池变
浅”的光学原理图。
类型二:平面镜成像作图
(1)等距确定像位置:用刻度尺测量物体上各关键点到平
面镜的距离(物距),以平面镜为对称轴,在另一侧量取
相同距离,确定像上对应关键点的位置,保证物距与像
距相等。
(2)连接对应点并标注垂足:用直尺将物体各关键点与像
的对应点一一相连,确保连线垂直于平面镜所在直线,
在连线与镜面相交处标 “┐” 符号,体现像与物关于
镜面对称。
(3)等大绘制像:对于规则物体,依据已确定的像的关键
点,按物体实际尺寸绘制像;对于不规则物体,依次连
接各关键点,画出相同形状、大小的像。
(4)虚线表示虚像:平面镜所成虚像及像与物的连线,均
用虚线绘制,与实际光线(实线)区分,明确像的性质。
如图所示,请作出物体AB在平面镜中所成的像
A'B'。
答案:
我国墨子巡天望远镜是北半球光学波段时域巡天
能力最强的望远镜,如图甲所示。一束光线入射到望远
镜,经主镜反射后到达成像装置,如图乙所示,请在图
乙中画出主镜(平面镜)的位置。
如图甲所示是智能汽车上安装的抬头显示器,汽
车仪表安装在驾驶台上,借助透明挡风玻璃能看到汽车
仪表竖直的像,如图乙所示,A'B'表示所看到显示屏的
虚像,请根据所学知识画出显示屏AB的位置(保留作图
痕迹)。
类型三:透镜光路图
透镜
类型 已知条件 作图方法
凸透
镜 平行于主光轴的入
射光线 折射光线过另一侧焦点,用实线连
接交点与焦点并标箭头
过焦点的入射光线 折射光线平行于主光轴,从交点处
画平行光线并标箭头
通过光心的光线 直接沿直线延长,方向不变,标上
箭头
透镜类型 已知条件 作图方法
凹透镜 平行于主光
轴的入射光
线 折射光线发散,其反向延长线过同
侧焦点,实线延长并标上箭头,虚
线连接焦点与反向延长线并标箭头
延长线过另
一侧焦点的
入射光线 折射光线平行于主光轴,从交点处
画平行光线并标箭头
通过光心的
光线 直接沿直线延长,方向不变,标上
箭头
请在图中画出以下三条光线所对应的折射光线。
答案:
请在图中画出三条光线的折射光线。
答案:
如图所示,凸透镜与凹透镜的一个焦点重合,请
根据入射光线, 在图中画出相应的折射光线。
如图所示,图中S'为烛焰S的像,请通过光路作
图在正确的位置画出透镜和其中一个焦点F的位置。(共31张PPT)
第四章 神奇的透镜
第三节 神奇的“眼睛”
第1课时
我们每天用眼睛看东西。眼球的结构如图所示。眼
睛是怎样成像的?近视镜和老花镜是怎样帮助人们看清
物体的?
1.眼睛的 和角膜相当于凸透镜,
相当于光屏。在看远近不同的物体时,通过调节晶
状体的弯曲程度,相当于改变凸透镜的 来看清
不同距离的物体。
晶状体
视网膜
焦距
2.看近处清晰,远处模糊是近视眼,形成近视眼的原
因是晶状体太 ,折光能力太 ,眼球前后方
向距离太 ,成像位置在视网膜 方,需要佩
戴 透镜矫正;看远处清晰,近处模糊是远视眼,
形成远视眼的原因是晶状体太 ,折光能力太 ,
眼球前后方向距离太 ,成像位置在视网膜 方,需要佩戴 透镜矫正。
厚
强
长
前
凹
薄
弱
短
后
凸
知识点:近视眼与远视眼的矫正
下图是近视眼、远视眼成像情况及矫正透镜的示
意图,其中近视眼成像情况及其矫正透镜的示意图分别
为( )
A.甲、丙 B.甲、丁
C.乙、丙 D.乙、丁
答案:B
观察成像示意图中光线的会聚位置,若光线在视网膜前方会聚成像,则为近视眼的成像情况;若光线在视网膜后方会聚成像,则为远视眼的成像情况。根据近视和远视的不同成像原理,矫正方法也不同,近视眼需用凹透镜矫正,凹透镜对光线有发散作用,能使像后移至视网膜上;远视眼则需用凸透镜矫正,凸透镜对光线有会聚作用,可使像前移到视网膜上。
1.下图是某人看远处物体时,眼睛成像的光路示意
图,则此人的眼睛是( B )
A. 近视眼,应佩戴用凸透镜制成的眼镜
B. 近视眼,应佩戴用凹透镜制成的眼镜
C. 远视眼,应佩戴用凸透镜制成的眼镜
D. 远视眼,应佩戴用凹透镜制成的眼镜
B
2. 如图所示是小明戴上眼镜前和戴上眼镜后观察到的
远处帆船的情形,由此可以判断出小明视力存在的问题
以及所戴眼镜的镜片类型是( B )
B
A.远视眼、凸透镜
B.近视眼、凹透镜
C.远视眼、凹透镜
D.近视眼、凸透镜
3.下图所示的四幅图中,能够说明远视眼的成像原理
的是图 ;表示矫正近视眼的是图 。
甲
丁
4.小明在探究凸透镜成像规律时。
(1)让凸透镜正对着太阳,得到图甲所示的光路图,则该
凸透镜的焦距为 cm。
10
(2)他将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放,点燃
蜡烛后,发现无论如何移动光屏总找不到像,其原因可
能是 (写出一种即可)。
物距小于焦距
(3)调整好后,某次实验情形如图乙所示,此时光屏上恰
好得到烛焰清晰的像,则烛焰的像应为图丙中的 ,生活中的 (选填“投影仪”“照相机”或“放大镜”)就是利用这一原理工作的。
C
照相机
(4)在图乙所示实验情形下,紧靠凸透镜加放另一个透
镜,发现光屏上的像变模糊。保持蜡烛和凸透镜的位置
不变,只将光屏向右移动又重新得到清晰的像,则所加
的透镜是 。
凹透镜
5.照相机能将高大的物体通过镜头成像于照相机内的
胶片上,镜头一定是 透镜,所成的像一定是
(选填“虚”或“实”)像。人的眼睛能看清远
处物体也能看清近处物体,它是靠改变晶状体的
实现这一功能的。
凸
实
厚度
第四章 神奇的透镜
第三节 神奇的“眼睛”
第2课时
1.照相机的镜头是凸透镜;物体到凸透镜的距离(物
距)大于二倍焦距,成 、 的实像;
要使像变大,应该让凸透镜 物体,
胶卷。
倒立
缩小
靠近
远离
2. 投影仪镜头是凸透镜;投影仪的平面镜的作用
是 ;物体到凸透镜的距离(物距)
小于二倍焦距,大于一倍焦距,成 、
的实像;要使像变大,应该让凸透镜 物体,远
离屏幕。
改变光的传播方向
倒立
放大
靠近
3.放大镜是凸透镜;放大镜到物体的距离(物距)小于
一倍焦距,成 、 的虚像;要让物体更
大,应该让放大镜 物体。
正立
放大
远离
知识点:照相机动态应用
小华到森林公园游玩时,发现一只漂亮的蝴蝶。
他先用照相机拍摄了一张蝴蝶站立在花朵上的照片,如
图甲所示;后又拍摄了一张蝴蝶更大的照片,如图乙所
示,他的做法是将照相机( )
A.适当靠近蝴蝶,镜头略向外伸
B.适当靠近蝴蝶,镜头略向内缩
C.适当远离蝴蝶,镜头略向外伸
D.适当远离蝴蝶,镜头略向内缩
答案:A
根据 “物近像远像变大” 的凸透镜成像规律能判
断出物距和像距的变化。当像变大时,意味着需要减小物距、增大像距;像变小时,则要增大物距、减小像距。在照相机的实际操作中,物距是照相机到拍摄物体的距离,像距是镜头到底片的距离。所以,若要使像变大,照相机需靠近拍摄物体,同时将镜头向外伸以增大像距;若要使像变小,照相机应远离拍摄物体,镜头向内缩来减小像距。
1. 下列说法中正确的是( C )
A.投影仪的镜头是凹透镜
B.照相机的镜头是凹透镜
C.远视眼镜的镜片是凸透镜
D.近视眼镜的镜片是凸透镜
C
2.下列仪器中使用的光学元件与另外三个不是同一种
类型的是( D )
A.照相机镜头 B.显微镜目镜
C.放大镜 D.汽车观后镜
D
3.酒厂把瓶装酒的生产日期用印章印在商标背面,贴
在酒瓶上。字虽然很小,但我们透过瓶中的酒仍能清晰
地看到日期。这是因为( D )
A. 人的眼睛有特异功能
B.字被瓶的玻璃放大了
C.字的放大像离人眼更近了
D.字被瓶中的酒放大了
D
4.用放大镜观察蚂蚁的运动,如图所示,蚂蚁成像
时( B )
A. 一定是实像
B.一定是虚像
C. 物距一定大于焦距
D. 物距一定大于2倍焦距
B
5.摄影师帮小明照了一张全身像后,又帮小明照了一
张半身像。在小明不动的情况下,相机应该 (选填“远离”或“靠近”)小明,同时 (选填“伸长”或“缩短”)镜头。
靠近
伸长
6. 如图所示,一个金鱼缸放在桌面上,人眼在A点观
察。若鱼缸中只有一条小鱼,人眼在A点可以观察到两
条,一条鱼的位置变浅,另一条鱼变大。前者是由于光
的 形成的 (选填“实”或“虚”)像;后
者是由于鱼缸相当于 (选填“凸”或“凹”)透镜
而形成的 (选填“实”或“虚”)像。
折射
虚
凸
虚
7.如图所示,烛焰经凸透镜在光屏上成清晰的像,此
成像原理可用于制作 (选填“照相机”或
“投影仪”)。把某副眼镜放在图中蜡烛和凸透镜之
间,发现光屏上的像变模糊了,不改变蜡烛和凸透镜的
位置,发现将光屏向左移动适当的距离,可以在光屏上
重新得到清晰的像,则这副眼镜可用于矫正 (选
填“近”或“远”)视眼。
照相机
远
8. 现在教室里广泛使用了高清晰度、可触控的护眼
LED显示屏,显示屏中的每个发光点由三种基本颜色的
发光管组成,其中除了红色、绿色的发光管外,还包含
作 的发光管。某同学由于没有正确地使用眼
睛,一段时间以后他看不清远处的物体,说明物体的像
落在该同学视网膜的作 (选填“前方”或“后
面”),则该同学需要佩戴作 (选填“凹”或
“凸”)透镜制成的眼镜进行视力矫正。
蓝色
前方
凹
9.某人看远处时,其光路如图1所示,他看到的景物比
较模糊。
(1)形成这种状况是由于他的晶状体相较于正常时
变 (选填“厚”或“薄”)了。
厚
(2)于是他到眼镜店配眼镜。经医生为他验光后,反复试
带不同的镜片,这些镜片是 (选填“凹”或
“凸”)透镜,反复试带的目的,是要达到图2中
的矫正效果为止。
凹
乙
(3)矫正后,配带镜片的作用相当于将晶状体变 (选填“厚”或“薄”)了。
薄 (共25张PPT)
第四章 神奇的透镜
单元复习
【单元知识建构】
【重点问题辨析】
1.实像与虚像。
实像:由实际光线会聚而成的像,可以用光屏承
接。当物体发出的光线经过光学元件折射或反射后,
实际光线相交的点所形成的像就是实像。初中物理所
涉及的实像总是倒立的,这意味着像与物体上下、左
右均相反。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的像,无
法用光屏承接,只能通过眼睛观察到。虚像是人眼根据
光沿直线传播的经验,觉得光线好像是从某个位置发出
的,这个位置就是虚像的位置。初中物理所涉及的虚像
通常是正立的,像与物体的方向相同。
关于像下列说法中正确的是( )
A. 虚像和实像都是实际光线会聚形成的
B.虚像总是放大的,实像有时放大,有时缩小,有时
等大
C. 虚像因用光屏接收不到,所以人眼也看不到
D. 实像可以用光屏接收,也可以用人眼直接看到
答案:D
如图所示,一面平面镜垂直于凸透镜的主光轴,
位于凸透镜的2倍焦距处,在平面镜和凸透镜之间有一
个发光棒,当发光棒来回移动的过程中,处于某一位置
时,整个系统成像的情况中不可能出现的是( )
A. 一个实像和两个虚像
B.一个实像和一个虚像
C. 两个虚像,无实像
D.两个实像和一个虚像
答案:C
2.凸透镜成像规律与视力矫正问题综合。
水透镜模拟晶状体:按凸透镜成像规律,根据物
距、像距判断成像性质与焦距范围。模拟正常人眼看近
处,用注射器向水透镜注水,使其变厚,光的偏折程度
增大,从而看清近处物体;模拟近视眼看远处,同样让
水透镜变厚,因近视眼晶状体厚,光偏折能力过强,致
使成像在视网膜前。
在凸透镜实验中加镜片:在正常凸透镜实验里,若
放入镜片后光屏上像变模糊,将光屏远离凸透镜又能得
清晰像,说明放入的是对光线有发散作用的凹透镜,这
对应近视眼的矫正原理,可使原本会聚在视网膜前的像
延迟会聚到视网膜上;若放入远视眼镜(凸透镜)后拿
走,像变模糊,此时可将光屏适当远离凸透镜,或增大
蜡烛与凸透镜的距离,因为凸透镜对光线有会聚作用,
拿走后像成在光屏后方,通过上述操作能使像重新清
晰,以此模拟远视眼的矫正。
下图是小枫利用橡皮膜和注射器制作的水透镜来
模拟眼睛看物体的情境,这时光屏上呈现倒立、缩小的
实像。下列有关探究结论中正确的是( )
A. 图中时刻水透镜的焦距f的范围为15 cm<f<20 cm
B.模拟正常人眼看近处物体时,注射器应推入水
C.模拟正常人眼看近处物体时,注射器应抽出水
D.模拟近视眼看远处物体时,应使水透镜变厚,说明
近视眼成像在视网膜后
答案:B
如图所示,小华做“探究凸透镜成像规律”实验
时,把周老师的眼镜放在蜡烛和凸透镜之间,发现光屏
上烛焰的像变模糊了。接着,他再将光屏远离凸透镜,
又能在光屏上看到烛焰清晰的像。关于周老师的眼睛和
眼镜说法中正确的是( )
A.周老师是近视眼,戴凹透镜
B.周老师是近视眼,戴凸透镜
C.周老师是远视眼,戴凹透镜
D.周老师是远视眼,戴凸透镜
答案:A
【中考范题追踪】
1. (2024·上海)光具座上有凸透镜、光屏及发光源各一个。当光屏和凸透镜的距离为10 cm时,此时在光屏上成缩小的像。小明把光屏沿着光具座移动5 cm后,再次移动光源的位置使成清晰的像。对于该像的情况,下列选项中正确的是( B )
A. 一定成放大的像
B. 可能成缩小的像
C.成像可能比原来小
D.成像一定比原来小
B
2.(2023·福建)在探究凸透镜成像规律的实验中。
(1)如图甲所示,用平行光测出凸透镜的焦距
为 cm。
(2)将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在水平光具座上,调节
烛焰、凸透镜和光屏三者中心在 。
12.5(12.3~12.7均可)
同一高度
(3)调节蜡烛、凸透镜和光屏至图乙所示的位置,则烛焰
在光屏上成倒立、 的像。根据这一成像特点,
可制成 。
(4)若要使光屏上的像变小,应使蜡烛与凸透镜的距离
变 ,再调节光屏位置。
缩小
照相机
大
3. 在“探究凸透镜成像规律”实验中。
(1)将蜡烛、凸透镜和光屏依次安装在光具座上,点燃蜡
烛,调整它们的高度,使烛焰中心、凸透镜光心和光屏
中心在 。
同一高度
(2)如图甲所示,光屏上成清晰的像。由光路可逆可以推
断,保持蜡烛和光屏的位置不变,只移动凸透镜到
cm刻度处,光屏上可再次成清晰 、倒立的实像。
55.0
缩小
(3)实验一段时间后,原来在光屏中心的像“跑”到光屏
上方,如图乙所示。下列操作中能让像重新回到光屏中
心的是 。(填字母)
A. 光屏下调
B.蜡烛上调
C.凸透镜上调
B
(4)实验中,光屏上成模糊的像,如果蜡烛和凸透镜位置
不变,将光屏往凸透镜方向靠近,光屏上能成清晰的
像;如果蜡烛、凸透镜和光屏位置不变,在蜡烛与凸透
镜之间放上一个合适的凹透镜,光屏上也能成清晰的
像。上述现象说明凹透镜对光具有 作用, 视眼的矫正与上述成像过程类似。
发散
近
4. (2024·日照)小明在光学学习中,对色彩斑斓的光学世界产生了浓厚的兴趣,他认识到熟练掌握
物、像联动,并用其规律解决实际问题的意义,于是他
进行了如下的探索。
(1)如图甲所示,在探究平面镜成像的特点时,用透明玻
璃板代替平面镜的目的是 ;如果
在图中玻璃板与蜡烛的像之间平行于玻璃板放一块不透
明的白色光屏,那么在光屏上 (选填“能”或
“不能”)看到像。
便于确定像的位置
不能
(2)如图乙所示,平行光线经过该透镜后将会被 (选填“发散”或“会聚”),这样的透镜可用于矫正 .
(选填“近视眼”或“远视眼”)。
发散
近视眼
(3)生活中经常看到的投影灯,其内部结构如图丙所示。
图中凸透镜的焦距为50 mm,则投影片到凸透镜的距离
范围应为 。
50 mm<u<100 mm
(4)在探究照相机原理时,小明将焦距为10.0 cm的凸透
镜A放置在如图丁所示的位置,向左移动光屏,在光屏
上看到了清晰的像。他又将凸透镜A更换成一个焦距为
8.0 cm的凸透镜B,其它要素不变,发现光屏上的像变
模糊了。他认为此现象与 (选填“近视眼”
或“远视眼”)的成因相似,为了使光屏上的像恢复清
晰,应将光屏向 (选填“靠近”或“远离”)凸
透镜的方向移动。
近视眼
靠近
(5)若保持图丁中凸透镜B和蜡烛的位置不变,继续实
验,撤掉光屏,换成凸透镜A,并移动到光具座66.0 cm
刻度处,从A的右侧向左看,在透镜A中也能看到清晰的
像,这个像是 (选填“实”或“虚”)像。
虚
5. (2023·资阳)小明找来一个薄壁圆柱玻璃
杯,并将画有箭头的白纸靠在玻璃杯后,观察结果如图
甲所示。向杯中加水,使得水面高过箭头位置,透过玻
璃杯观察纸上的“箭头”。将白纸逐渐远离杯子的过程
中,可依次观察到的情景的顺序是( D )
A. 丁、乙、丙
B.乙、丙、丁
C. 丙、丁、乙
D.丁、丙、乙
D(共14张PPT)
第四章 神奇的透镜
实践 探究森林火情缘由
关于引发森林火情的原因多种多样,然而网上关
于丢弃的有水的矿泉水瓶可能引发森林火情的报道,
却让人难以置信。有水的矿泉水瓶,真有可能引发森
林火情吗?
任务一:查阅并整理资料。了解物体燃烧的条件;
森林中有哪些易燃物;这些易燃物在哪些情况下易燃;
什么条件下森林容易出现火情。查询矿泉水瓶引发森林
火情的报道是否属实。
1. 游客随手丢弃的有水的矿泉水瓶是森林火灾频发的
“罪魁祸首”之一。这些有水的矿泉水瓶在太阳光照射
下能引燃茅草等物体。关于该现象下列说法中正确的
是( C )
A. 有水的矿泉水瓶相当于凹透镜
B.有水的矿泉水瓶相当于平面镜
C.有水的矿泉水瓶对光有会聚作用
D.有水的矿泉水瓶对光有发散作用
C
2.物理课上,小花透过有水的圆柱矿泉水瓶看到同学
正立、放大的“眼睛”,此时的矿泉水瓶相当于一
个 (选填“凸”或“凹”)透镜,小花看到的“眼
睛”是 (选填“实”或“虚”)像。
凸
虚
3.同学们用有水的矿泉水瓶模拟眼球中的晶状体,来
比较正常眼、近视眼和远视眼的焦距大小。如图所示,
他们将有水的矿泉水瓶正对太阳,上下移动白纸,直到
白纸上出现最细的亮线,测出亮线到瓶子侧壁的距离
d。用正常水瓶做实验时,d约为8 cm;把水瓶挤压成如
图乙所示的样子后测得d为13 cm;把水瓶挤压成如图丙
所示的样子后测得d为5 cm。
图乙模拟的是 (选填“近视眼”或“远视眼”),可以佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)进行矫正。由图丙所示的实验可知, (选填“近视眼”或“远视眼”)的焦距比正常眼 (选填“大”或“小”)。
远视眼
凸透镜
近视眼
小
任务二:进行实验探究。让太阳光通过一个装满水
的矿泉水瓶会聚于易燃物上,观察易燃物能否被点燃。
再换用森林中的其他易燃物实验。
实验器材:装满水的矿泉水瓶、不同的易燃物(如
纸张、干草、小木块等)、阳光充足的户外场地。
实验步骤:
(1)将装满水的矿泉水瓶放在太阳光下,让太阳光通
过矿泉水瓶会聚在一张白纸上,观察白纸的变化,记录
白纸开始冒烟或燃烧所需的时间。
(2)把白纸换成从森林中找来的干草,同样让太阳光
通过矿泉水瓶会聚在干草上,观察干草的变化,记录相
关现象和时间。
(3)再将干草换成小木块,重复上述操作。
实验思考:
(1)装满水的矿泉水瓶相当于一个什么光学元件?它
对光线有什么作用?
(2)为什么在森林中不能随意丢弃有水的矿泉水瓶?
(3)实验中发现不同的易燃物被点燃的难易程度不
同,这说明了什么?
【拓展研究】我国西汉时期的《淮南万毕术》中有
关于冰透镜取火的记载:“削冰令圆,举以向日,以艾
承其影,则火生。”冰真能使艾草着火吗?
4.《淮南万毕术》记载:“削冰令圆,举以向日,以
艾承其影,则火生。”其描述的现象如下图所示。下列
解释中不正确的是( C )
A.“削冰令圆”指的是把冰削成凸透镜
B.“举以向日”指的是冰透镜正对太阳
光
C.“以艾承其影”中的“影”指冰透镜
的影子
D.“则火生”是因为冰透镜能会聚光线
C
5.如图所示,《淮南万毕术》曾记载:“削冰令圆,
举以向日,以艾承其影,则火生。”经过这样加工过的
冰对太阳光有 (选填“会聚”或“发散”)作用。用有这种特点的透镜制作的眼镜片,可以矫正 (选填“远视”或“近视”)眼。透镜越厚,聚光能力越 (选填“强”或“弱”)。冰块熔化变薄,与熔化前相比需将冰块
(选填“靠近”或“远离”)物体才能将物体点燃。
会聚
远视
强
远离 (共14张PPT)
第四章 神奇的透镜
第一节 凸透镜与凹透镜
用照相机拍照,可以把瞬间的情景留作永恒的记
忆;用投影仪投影,可以使教室里的同学看到放大的图
片;用显微镜观察,可以让化验室的医生看见血液中的
各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么?它
们对光有什么作用呢?
1.透镜结构认识。
(1)镜片中间较 ,边缘较 的透镜,叫做凸透
镜,对光有 作用。
(2)镜片中间较 ,边缘较 的透镜,叫做凹透
镜,对光有 作用。
厚
薄
会聚
薄
厚
发散
(3)凸透镜的中心叫做 ,通过光心的光,其传播
方向不变;通过光心且垂直于凸透镜表面的直线称
为 ,简称 。凸透镜能使平行于主光
轴的光会聚在一点,这个点叫做 ,
到 的距离叫做 。
(4)与凸透镜类似,凹透镜也有主光轴、光心,通过凹透
镜光心的光,其传播方向也不变。平行于主光轴的光经
凹透镜发散后,其反向延长线的交点叫凹透镜的 。
光心
主光轴
光轴
焦点
焦点
光心
焦距
焦点
2.透镜光路图。
凸
透
镜 通过光心的光线经
凸透镜折射后传播
方向不变 通过凸透镜焦点的
光线经凸透镜折射
后平行于主光轴 跟主光轴平行的
光线经凸透镜折
射后过焦点
凹
透
镜 通过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不变 射向凹透镜的光线如果其延长线通过焦点,则经凹透镜折射后平行于主光轴 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点
知识点一:透镜类型判断
单反相机镜头的重要组件是透镜组,其包含凸透
镜和凹透镜,如图所示,其中属于凹透镜的是( )
A.① B. ②
C.③ D. ④
答案:B
凸透镜是中央较厚,边缘较薄的透镜。凹透镜是
中央较薄,边缘较厚的透镜。
知识点二:透镜特殊光线
一束光通过透镜的光路如图所示,其中正确的是
( )
答案:A
凸透镜(凹透镜)有三条特殊光线:过光心的光线其
传播方向不变;过焦点(延长线过焦点)的光线经凸透镜
(凹透镜)折射后折射光线平行于主光轴;平行于主光轴
的光线经凸透镜(凹透镜)折射后折射光线(折射光线的
反向延长线)通过焦点。
1. 一些透镜的截面如图所示,在这些透镜中。
(1)属于凸透镜的是 ,它们的共同特点是
。
ABD
中间
较厚,边缘较薄
(2)属于凹透镜的是 ,它们的共同特点是
。
CE
中间
较薄,边缘较厚
2. 如图甲所示,将凸透镜正对着太阳光,前后移动纸
片得到一个最小、最亮的光斑,测得光斑到凸透镜中心
的距离是5 cm。该光斑是凸透镜对光的 作用形
成的,凸透镜的焦距是 cm。如图乙所示,一束光
线经过一个透镜后相交于主光轴上的A点,取走透镜后
光线相交于B点,则该透镜是 透镜。
会聚
5
凹
3. 请根据透镜的性质,在图中画出对应的折射光线。(共16张PPT)
第四章 神奇的透镜
第二节 探究:凸透镜成像的规律
如图所示,用一个凸透镜来观察远处的物体,你看
到了什么现象?再用它来观察你的手指,你又看到了什
么现象?凸透镜成像有哪些规律呢?
1.凸透镜成像规律及其应用。
物距(u)
与焦距
(f)的关系 像的性质 像的位置 像距(v)与焦
距(f)的关系 应用
正倒 大小 虚实 与物同侧
或异侧
u>2f ①
② ③
异侧 ④ ⑤
u=2f ⑥
⑦ ⑧
异侧 ⑨ ⑩
倒
立
缩小
实
像
f<v<2f
照
相机
倒
立
等大
实
像
v=2f
测
焦距
物距(u)
与焦距
(f)的 关系 像的性质 像的位置 像距(v)与焦
距(f)的关系 应用
正倒 大小 虚实 与物同侧
或异侧
f<u<
2f
异侧
u=f 不成像 - -
u< f 同侧 -
倒立
放大
实像
v>2f
投
影仪
正立
放大
虚像
放
大镜
2. 点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏和蜡烛,光屏上
始终没有出现蜡烛火焰的像,请写出产生这种现象的
原因。
(1)
。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
(5)
。
烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者不在同一高
度上
蜡烛放在了焦点上
蜡烛放在了凸透镜焦点以内
光具座的长度小于凸透镜4倍焦距
蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地
方,光具座上光屏无法移到该位置
3.在实验中发现光屏上得到一个清晰的像,但像的位
置偏高,为了使烛焰的像清晰地成在光屏的中央,应如
何操作?
。
要使像成在光屏的中央,可将蜡烛向上调节(或将凸
透镜向下调节或将光屏向上调节)
4.在实验过程中,若用不透光的纸板挡住凸透镜的
上半部分,然后前后移动光屏,能否在光屏上看到完
整的像?
。
能看到完整的像,只是像会暗一些
知识点:凸透镜成像性质判断
在探究凸透镜成像规律时,当蜡烛、凸透镜和光
屏在如图所示位置时,光屏上呈现清晰的像。若蜡烛和
光屏不动,将凸透镜移至65.0 cm刻度处,在光屏上能
观察到( )
A.倒立、缩小的实像
B.倒立、放大的实像
C. 倒立、等大的实像
D. 正立、放大的虚像
答案:A
要牢记 “一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小” 的口诀。当涉及到物体或凸透镜位置变化的情况,依据 “物近像远像变大,物远像近像变小” 分析成像的变化。利用光路可逆原理,能在已知一种成像情况时,推断出物距与像距互换后的成像结果。
1.把一支点燃的蜡烛放在焦距为10 cm的凸透镜前16 cm处,在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清
晰的烛焰的像。这个像是下图中的( B )
B
2.如图所示,许多博物馆会在较为精巧的文物前放置
凸透镜,便于观察细微之处。通过凸透镜看到的像
是( A )
A.正立、放大的虚像
B.正立、缩小的虚像
C.倒立、缩小的实像
D.倒立、放大的实像
A
3.某同学探究凸透镜成像规律时,光屏上得到了烛焰
清晰的像(像未画出),如图所示。下列说法中正确的
是( A )
A.光屏上的像是放大的
B.光屏上的像是正立的
C.照相机是利用此成像原理制成的
D. 撒去光屏,烛焰的像就不存在了
A
4.在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
(1)实验装置正确安装并调节后,小芳某次的实验情景如
图所示,此时她在光屏上看到了烛焰清晰的像。生活中
的 (选填“照相机”“投影仪”或“放大
镜”)就是利用这一原理制成的。
照相机
(2)实验过程中,如果用不透明的硬纸板挡住凸透镜的上
半部分,则光屏上 。
A.只出现烛焰像的上半部分
B.只出现烛焰像的下半部分
C.出现烛焰完整的像,但像更小了
D.像仍然是完整的,且大小不变,只是变暗了
D
(3)实验过程中,燃烧的蜡烛在不断缩短,导致光屏上的
像向上移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更
换实验器材的情况下,请写出一种可行的方法:
。
向上
移动光屏(或向上移动蜡烛或向下移动凸透镜)