3.5　奇妙的透镜(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理八年级上册同步学案
第三章　光和眼睛
3.5　奇妙的透镜
要 点 讲 解
要点一　凸透镜和凹透镜
1. 透镜的分类
透镜按其中间和边缘的厚薄可分为两类：凸透镜和凹透镜。中间厚边缘薄的透镜为凸透镜。中间薄边缘厚的透镜为凹透镜。
2. 透镜的光心和主光轴
透镜的中心叫做光心，通过这个点的光传播方向不变。通过光心和球面球心的直线叫做主光轴，每一个透镜都有一条主光轴。
经典例题1　如图所示是四个透镜实物图，属于凹透镜的是(　　)
A B C D
解析：A、B、D选项中透镜中间比边缘厚是凸透镜，C选项中透镜中间比边缘薄是凹透镜。
答案：C
要点二　透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有会聚作用
凸透镜对光的会聚作用是指光通过凸透镜后，折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏向主光轴。但两条折射光线不一定是“会聚光线”，而有可能仍然是“发散”的，只是它靠近主光轴了(如图所示)。
2. 凹透镜对光有发散作用
凹透镜对光的发散作用是指光通过凹透镜后，折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏离主光轴。但两条折射光线不一定是“发散光线”，而有可能仍然是“会聚”的，只是它远离主光轴了(如图所示)。
3. 光线通过透镜发生折射时遵循光路可逆性原理。当逆着折射光线入射时，折射光线将逆着原入射光线的光路射出。
经典例题2　在如图所示的光路图中，分别填入合适的透镜。
解析：凸透镜对光具有会聚作用，左图明显是会聚作用，所以应该是凸透镜；凹透镜对光具有发散作用，右图入射光线被发散，所以是凹透镜。
答案：如图所示。
要点三　透镜的焦点和焦距
1. 凸透镜的焦点是实际光线会聚而成的，是实焦点；凹透镜的焦点是实际光线反向延长后会聚而成的，是虚焦点。从焦点到光心的距离叫焦距。
2. 焦点用F表示，焦距用f表示，如图所示。
3. 利用太阳光聚焦法可以粗测凸透镜的焦距。如图所示，让太阳光沿主光轴方向入射到凸透镜上，在另一侧与凸透镜平行放置一光屏(白纸)，调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时凸透镜与光屏的间距为凸透镜的焦距。
拓展：凸透镜和凹透镜的作图题
主要是掌握好三条特殊光线的条件和传播方向。如下表所示：
入射光线
光路图
折射光线
凸
透
镜
平行于主光轴
会聚于焦点
经过焦点的或从焦点发出的光线
平行于主光轴
经过光心
传播方向不变
凹
透
镜
平行于主光轴
折射光线的反向延长线经过入射侧虚焦点
延长线经过凹透镜对侧虚焦点的入射光线
平行于主光轴
经过光心
传播方向不变
经典例题3　在图中，画出光路图。
解析：第一幅图，入射光线平行于凸透镜的主光轴，折射光线过焦点；第二幅图，入射光线过凸透镜的焦点，折射光线平行于主光轴；第三幅图，折射光线的反向延长线过凹透镜的虚焦点，入射光线平行于主光轴；第四幅图，入射光线的延长线过凹透镜的虚焦点，折射光线平行于主光轴。
答案：如图所示。
易错易混警示　对“会聚”与“发散”的理解有误
“会聚作用”与“会聚光线”，“发散作用”与“发散光线”是两组完全不同的概念，也是分析光学问题时易混、易错的知识点。会聚光线是指出射光线向主光轴靠拢的光线，发散光线是指出射光线远离主光轴的光线；会聚作用是指折射后的光线比原来的入射光线变得更会聚了一些；发散作用是指折射后的光线比原来的入射光线变得更发散了一些。
经典例题4　如图所示，画出了光线经过透镜前后的方向，则在虚线处的透镜应是(　　)
A．凸透镜 B．凸透镜和凹透镜都可以
C．凹透镜 D．凸透镜和凹透镜都不可以
解析：由题图可知，折射光线与入射光线相比，远离主光轴。此透镜对光有发散作用，故为凹透镜。凹透镜对光有发散作用，是指从透镜出射的光线相对于入射光线“发散”了，不能将发散作用理解为出射光线是发散的。如果射向凹透镜的光线是会聚的，经过凹透镜以后，出射光线可能仍然是会聚的，但比入射光线会聚程度减小了，这说明透镜起到了发散作用。
答案：C
当 堂 检 测
1. 如图所示的两个透镜(　　)
A. 都是向右凸出的，都是凸透镜 B. 都是向右凹进的，都是凹透镜
C. a是凸透镜，b是凹透镜 D. b是凸透镜，a是凹透镜
2. 如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是(　　)
A B
C D
3. 根据凸透镜对光的作用，下列说法正确的是(　　)
A. 光通过凸透镜后会变成平行光
B. 光通过凸透镜后会相交于焦点
C. 只对平行于主光轴的光才有会聚作用
D. 对任何光都有会聚作用
4. 关于凹透镜下列说法中正确的是(　　)
A. 任何光线通过凹透镜都会发散不会会聚
B. 会聚光线通过凹透镜一定发散
C. 只有平行于主光轴的光线通过凹透镜才会发散
D. 凹透镜对所有通过它的光线都有发散作用
5. 关于凸透镜的焦点和焦距，下列说法不正确的是(　　)
A. 凸透镜有两个虚焦点
B. 凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距是相等的
C. 平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚于焦点
D. 把点光源放在焦点上，通过凸透镜后一定平行于主光轴
6. 小宇利用光具座测定某凸透镜的焦距大小，如图所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑，由图可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 cm。
7. 凹透镜、凸透镜和平面镜中，能会聚太阳光的是 ，某同学把凸透镜正对着太阳光，在桌面上得到一个最小最亮点F，这个点是 ，用直尺进行测量，如图所示，则凸透镜的焦距是 cm。
8. 完成图中的光路图。
当堂检测参考答案
1. C 2. C 3. D 4. D 5. A
6. 会聚 11
7. 凸透镜 焦点 13.2
8. 如图所示。