5.1 透　镜(要点讲解+当堂检测+答案)

人教版物理八年级上册同步学案
第五章　透镜及其应用
第1节　透　镜
要 点 讲 解
要点一　凸透镜和凹透镜
1. 透镜的概念
透镜是用透明物质制成的表面(或至少一个表面)为球面一部分的光学元件。透镜能让光线穿透过去，在进入和离开透镜时光经两次折射而改变光路，所以透镜是一种折射镜。
2. 透镜的类型
透镜按其形状不同可分为两类：凸透镜和凹透镜。中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。
3. 主光轴和光心
(1)主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫做主光轴，每个透镜都有一条主光轴，画主光轴应用点划线。
(2)光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用字母“O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
经典例题1　如图是四个透镜实物图，属于凹透镜的是(　　　)
A B C D
解析：中间比边缘厚的透镜是凸透镜，中间比边缘薄的透镜是凹透镜。只有C项的透镜中间比边缘薄是凹透镜，其余几项均为凸透镜。
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。可以有多种形式，最典型的是对平行光线的会聚。
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。也可以有多种形式，最典型的是对平行光线的发散。
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：第一个图中平行光经透镜后变得会聚，因此该透镜对光线起会聚作用，为凸透镜；第二个图中的折射光线比起入射光线更加远离主光轴，所以这个透镜对光线有发散作用，因此为凹透镜。
答案：如图所示。
要点三　焦点和焦距
1. 焦点(用F表示)
(1)凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点，因为这个焦点是由实际光线会聚而成的，所以也叫实焦点。一个凸透镜有两个实焦点。
(2)凹透镜能使平行于主光轴的光线经过凹透镜后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，所以叫做凹透镜的虚焦点。一个凹透镜有两个虚焦点。
2. 焦距(用f表示)
焦点到透镜光心的距离叫做焦距，同一透镜两侧的焦距相等。
(1)凸透镜的焦距长短反映了凸透镜对光的会聚能力的强弱，焦距越短，会聚能力越强；
(2)凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距：表面越凸，焦距越短；
(3)凹透镜的焦距长短反映了凹透镜对光的发散能力的强弱，焦距越短，发散能力越强。
要点四　透镜的光路作图
透镜的三条特殊光线
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
凹
透
镜
平行于主光轴
反向延长线经过另一侧虚焦点
斜射向凹透镜另一侧虚焦点
平行于主光轴射出
经过光心
不改变原来的传播方向
经典例题3　如图所示，一束光线经凸透镜折射后，射向与凸透镜主光轴平行的平面镜，请你在图中画出。
(1)射向凸透镜的入射光线；
(2)经平面镜的反射光线；
(3)标出反射角的度数。
解析：经凸透镜的折射后的光线过焦点，则入射光线平行于主光轴如图；过平面镜的入射点垂直镜面作出法线，求出入射角为90°－40°＝50°，则反射角为50°，在法线右侧作出反射光线，标出反射角，如图所示。
答案：如图所示。
点拨：凸透镜有三条特殊光线：过光心的光线其传播方向不变；过焦点的光线经凸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折射后折射光线通过焦点。熟记反射定律的内容作图：反射光线、入射光线、法线在同一个平面内，反射光线与入射光线分居法线两侧，反射角等于入射角。
易错易混警示　透镜对光的作用
凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用都是相对于原来入射光线的传播方向而言的。凸透镜对光的会聚作用是指经凸透镜折射后的光线比原来光线的传播方向向主光轴靠近了一些，但通过凸透镜的光线不一定都能会聚于一点，也可能是平行的或是发散的。凹透镜对光的发散作用是指经凹透镜折射后的光线比原来光线的传播方向远离了主光轴，但通过凹透镜的光线本身不一定是发散的，也可能会聚于一点或是平行的。
经典例题4　如图所示，画出了光线经过透镜前后的传播方向，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：凹透镜对光的发散作用，是指折射光线相对于入射光线”远离“了主光轴，不能将发散作用理解为折射光线是发散的。如果射向凹透镜的光线是会聚的，经过凹透镜以后，可能仍然是会聚的，但比入射光线的会聚”推迟“了，这同样说明透镜起到了发散作用。
答案：C
当 堂 检 测
1. 下列透镜中，属于凹透镜的是(　　)
A B C D
2. 夏天的中午，如果往太阳暴晒下的花草上洒水，待水蒸发后会发现，原来叶片上附着水珠的地方，会出现枯黄色的烫伤斑点，其原因是(　　)
A. 水滴蒸发，带走了叶片的热量
B. 水滴在阳光照射下温度升得很高，使叶片上有水滴的地方被烧焦
C. 透明的水滴更容易让阳光透射到叶片上
D. 水滴好似凸透镜使阳光会聚，使叶片上有水滴的地方被烧焦
3. 如图，F是透镜的焦点，其中正确的光路图是(　　)
A B
C D
4. 小雨利用太阳光测量凸透镜的焦距，方法如图所示。他让凸透镜正对阳光，但纸板上的最小光斑却不易确定。于是他移动纸板找到两次成等大光斑的位置，分别测出了光斑到凸透镜中心的距离为8cm和12cm，则凸透镜的焦距是(　　)
A. 4cm B. 10cm C. 12cm D. 20cm
5. 夏天，小明的爸爸经常开车带他出去旅游。小明发现爸爸喜欢在烈日下洗车，并认为这样洗车后车上的水干得快。小明却告诉爸爸这样洗车不好，原因是水滴能形成 镜，对光起 作用，使车漆最上部温度升高，久之，车漆会失去光泽，并且造成色泽不均。
6. 如图所示，表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透镜后光的传播路径，由图可知甲透镜应是 透镜，乙透镜应是 透镜。(两空均选填“凹”或“凸”)
甲透镜 乙透镜
7. 小明家买了一个新式LED节能灯如图甲，小明发现它里面有许多灯珠，其中一个灯珠如图乙所示，小灯珠前端的部分相当于 对光有 作用。
甲 乙
8. 如图所示，请在图中画出两束入射光线对应的折射光线。
当堂检测参考答案
1. D 2. D 3. C 4. B
5. 凸透 会聚
6. 凹 凸
7. 凸透镜 会聚
8. 如图所示。