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第五章
透镜及其应用
第1节
透镜
透镜的两个表面至少一面是球面的一部分。
凸透镜:
凹透镜:
透镜
中央厚、边缘薄
中央薄、边缘厚
(根据形状)
一、透镜
1.分类
C2
C1
O
2.主光轴:
通过两个球面球心的直线,简称主轴。
3.光心:
主光轴上的一点,通过这点光的传播方向不变。
主光轴
光心
C2
C1
O
主光轴画法——点划线
主光轴
光心
削冰取火
“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”
——西汉《淮南万毕术》
二、透镜对光的作用
1.凸透镜对光的作用:
会聚作用,又叫会聚透镜。
O
O
F
f
2.凸透镜的焦点和焦距
(1)焦点:平行于主轴的光会聚于在主轴的一点。
(2)焦距:焦点到光心的距离。
(3)凸透镜有两个实焦点。
O
F
f
怎么测量凸透镜的焦距?
(4)太阳光聚焦法:
凸透镜正对太阳光,调整距离,直到出现最小最亮光斑,用刻度尺测量最小最亮的光斑到透镜光心的距离就是焦距。
透镜
会聚透镜
发散透镜
(对光的作用)
凸透镜
凹透镜
3.凹透镜对光的作用:
发散作用,又叫发散透镜。
焦点
虚
F
f
焦距
F
4.凹透镜的焦点和焦距
(1)虚焦点:平行于主光轴通过透镜的光,反向延长线交于一点。
(2)焦距:虚焦点到光心的距离。
(3)凹透镜有两个虚焦点。
F1
F2
(1)
(2)
(3)
三、三条特殊光线
1.凸透镜的三条特殊光线
(1)通过光心的光线,传播方向不改变。
(2)平行于主光轴的光线,会聚到焦点。
(3)焦点发出的光线,平行于主光轴射出。
F
主轴
f
如何得到平行光?
得到平行光的方法:
光线由焦点发出,经凸透镜折射后可平行射出。
F1
(2)
(1)
F2
(3)
2.凹透镜的三条特殊光线
(1)通过光心的光线,传播方向不变。
(2)平行主光轴的光线,发散,其发散光线的反向延长线交于虚焦点。
(3)射向虚焦点的光线,平行于主光轴射出。
四、透镜对光束的作用
经过凸透镜的光束向内偏折,比原来要会聚些;
经过凹透镜的光束向外偏折,比原来要发散些。
凸透镜对任何光束都有会聚作用,结果不一定会聚;
凹透镜对任何光束都有发散作用,结果不一定发散。
如图所示,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,则该透镜起到__________(会聚/发散)作用,是_____透镜,由此说明,能把光线相交于一点的透镜_________(一定/不一定/一定不)是凸透镜。
答案:发散
凹
不一定
第1节
透镜
小结
一、透镜
1.根据形状分类:2.主光轴:3.光心:
二、透镜对光的作用
1.凸透镜对光的作用:2.凸透镜的焦点和焦距。
太阳光聚焦法:
3.凹透镜对光的作用:
4.凹透镜的焦点和焦距
根据对光的作用分类
三、特殊光线
平行主光轴的光线、通过光心的光线、焦点发出的光线(或射向虚焦点的光线)
1.凸透镜的三条特殊光线
2.凹透镜的三条特殊光线
得到平行光方法:
四、透镜对光束的作用
练习巩固
1、给你一个透镜,你能用哪些方法去判断他是凸透镜还是凹透镜?
解析:
方法一:“看”
方法二:“摸”
方法三:“照”
答案:“看”就是用眼睛观察透镜的形状;“摸”就是触摸,感知透镜的形状;“照”是指对准太阳的平行光,看另一侧是否有最小最亮的光斑,有小且亮的光斑则透镜为凸透镜;“照”也可指对准周围物体,能成倒立的实像的是凸透镜。
答:折射光线反向延长,通过焦点的是正确的折射光线。
2、图中划出的两条折射光线,哪条是平行主光轴的入射光线的折射光线?
2.通过凸透镜两个球面球心的直线,叫凸透镜的_______,它上面有一个点,通过这个点的光线传播方向_________,这个点叫________。
1.凸透镜对光线有______作用,凹透镜对光线有______作用。
会聚
发散
主光轴
不改变
光心
3.下列不属于透镜在日常生活中应用的(
)
A.
照相机
B.
放大镜
C.
投影仪
D.
潜望镜
D
4.为防止森林火灾,在森林里不允许随地丢弃透明的饮料瓶,这是由于雨水进入饮料瓶后对光的作用相当于一个________镜,它对太阳光有_______作用,可能会导致森林火灾。
凸透
会聚
5.清晨,小草的露珠下面的叶脉看起来比较大,这是露珠产生了_______镜的功能,形成了放大的____像,这是由于光的_______现象的结果。
放大
虚
折射
6.一种微型手电筒的灯泡做成顶端凸起的形状,它的前端相当于一个________,使用这种灯泡可省出一般手电筒的一个零件,它________。
凸透镜
凹面镜
透镜对光束的作用
经过透镜的光是汇聚还是发散,原来的光束性质有关,如果原来是平行光,会是这样,但是如果是会聚光束或者发散光速,此结论不成立。
只能说,经过凸透镜的光束比原来要汇聚一些,经过凹透镜的光束,比原来发散些。
另外,要说光束,不能说光线,一条光线无法汇聚或发散的。
参考资料
早在我国西汉(公元前206~23年)《淮南万毕术》中就有记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则火生。”其后,晋朝张华的《博物志》中也有类似记载。冰遇阳光会熔化,冰透镜对着太阳确能聚光使艾绒着火,令人怀疑。清代科学家郑复光(1780~?)根据“淮南万毕术”的记载,亲自动手做过一些实验,完全证实冰透镜可以取火。他在“镜镜冷痴”中写道:将一只底部微凹的锡壶,内装沸水,用壶在冰面上旋转,可制成光滑的冰透镜,利用它聚集日光,可使纸点燃。