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文檔簡介
1、透鏡及其應(yīng)用知識點知識要點透鏡透鏡:透明物質(zhì)制成(一般是玻璃),至少有一個表面是球面的一部分,對光起折射作用的光學(xué)元件。分類:1、凸透鏡:邊緣薄,中央厚。2、凹透鏡:邊緣厚,中央薄。 主光軸:通過兩個球心的直線。 光心:通過它的光線傳播方向不變,主光軸上有個特殊的點。(透鏡中心可認(rèn)為是光心) 焦點:凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這點叫透鏡的焦點,用“F”表示虛焦點:跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點,這一點不是實際光線的會聚點,所以叫虛焦點。 焦距:焦點到光心的距離叫焦距,用“f”表示。要點詮釋:凸透鏡:對光起會聚作用。 凹透鏡:對光
2、起發(fā)散作用。生活中的透鏡 照相機(jī):鏡頭相當(dāng)于凸透鏡,來自物體的光經(jīng)過照相機(jī)鏡頭后會聚在膠片上,成倒立、縮小的實像。 投影儀:鏡頭相當(dāng)于凸透鏡,來自投影片的光通過凸透鏡后成像,再經(jīng)過平面鏡改變光的傳播方向,使屏幕上成倒立、放大的實像。 放大鏡:成正立、放大的虛像。 要點詮釋:生活中的透鏡是凸透鏡在物距處于不同條件下的具體應(yīng)用。探究凸透鏡成像規(guī)律 實驗:從左向右依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏。1、調(diào)整它們的位置,使三者在同一直線(光具座不用);2、調(diào)整它們,使?fàn)T焰的中心、凸透鏡的中心、光屏的中心在同一高度。 凸透鏡成像規(guī)律:物距(u)像的性質(zhì)像距(v)應(yīng)用倒正實虛放大或縮小u2f倒立實像縮小fv2f照
3、相機(jī)u=2f倒立實像等大v=2f實像大小轉(zhuǎn)折點fu2f幻燈機(jī)u=f不成像像的虛實轉(zhuǎn)折點uu放大鏡注意:1、為了使幕上的像“正立”(朝上),幻燈片要倒著插。 2、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏,我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán),并非調(diào)焦距,而是調(diào)鏡頭到膠片的距離,物離鏡頭越遠(yuǎn),膠片就應(yīng)靠近鏡頭。 要點詮釋:只要物體向焦點靠近,鏡頭透鏡折射后所成的像都在變大。uf是成實像和虛象,正立像和倒立像,像物同側(cè)和異側(cè)的分界點。u2f是像放大和縮小的分界點當(dāng)像距大于物距時成放大的實像(或虛像),當(dāng)像距小于物距時成倒立縮小的實像。1f = 1u + 1v ,像距u越大,像越大。應(yīng)用(1)照相機(jī):鏡頭是凸透
4、鏡物體到透鏡的距離(物距)大于二倍焦距,成的是倒立、縮小的實像;要使像變大,應(yīng)該讓透鏡靠近物體,遠(yuǎn)離膠卷(2)投影儀:投影儀的鏡頭是凸透鏡;投影儀的平面鏡的作用是改變光的傳播方向;物體到透鏡的距離(物距)小于二倍焦距,大于一倍焦距,成的是倒立、放大的實像;要使像變大,應(yīng)該讓透鏡靠近物體,遠(yuǎn)離屏幕(3)放大鏡:放大鏡是凸透鏡;放大鏡到物體的距離(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虛像;要讓物體更大,應(yīng)該讓放大鏡遠(yuǎn)離物體;眼睛和眼鏡 眼睛:眼睛中晶狀體和角膜的共同作用相當(dāng)于凸透鏡,它把來自物體的光會聚在視網(wǎng)膜上,形成物體的像。視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把信號傳輸給大腦??催h(yuǎn)處物體時,睫
5、狀肌放松,晶狀體比較?。ń咕嚅L,偏折弱)??唇幬矬w時,睫狀肌收縮,晶狀體比較厚(焦距短,偏折強(qiáng))。 近視的表現(xiàn):能看清近處的物體,看不清遠(yuǎn)處的物體。 近視的原因:晶狀體太厚,折光能力太強(qiáng),或眼球前后方向太長,致使遠(yuǎn)處物體的像成在視網(wǎng)膜前。 近視的矯治:配戴凹透鏡。 遠(yuǎn)視的表現(xiàn):能看清遠(yuǎn)處的物體,看不清近處的物體。 遠(yuǎn)視的原因:晶狀體太薄,折光能力太弱,或眼球前后方向太短,致使遠(yuǎn)處物體的像成在視網(wǎng)膜后。 遠(yuǎn)視的矯治:配戴凸透鏡。 眼鏡的度數(shù):100焦距的倒數(shù)。 要點詮釋:近視眼要配戴凹透鏡矯正;遠(yuǎn)視眼要配戴凸透鏡矯正。1、成像原理: 從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒
6、立,縮小的實像,分 布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,人就可以看到這個物體了。(眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡,視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏(膠卷)2、近視及遠(yuǎn)視的矯正方法:近視眼:物體成像在視網(wǎng)膜前,用凹透鏡矯正 遠(yuǎn)視眼:物體成像在視網(wǎng)膜后,用凸透鏡矯正。顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 顯微鏡:物鏡焦距較短,物體通過它成倒立、放大的實像(像投影儀的鏡頭);目鏡焦距較長,物鏡成的像經(jīng)過它成放大的虛像(像放大鏡)。 望遠(yuǎn)鏡:(開普勒望遠(yuǎn)鏡)物鏡的作用是使遠(yuǎn)處的物體在焦點附近成實像,目鏡的作用相當(dāng)于一個放大鏡,用來把這個像放大。 注:伽利略望遠(yuǎn)鏡目鏡為凹透鏡,天文望遠(yuǎn)鏡常用凹面鏡作物鏡。 視角:物體的邊緣
7、跟眼睛所夾的角。視角越大,成的像越大。 規(guī)律方法整合:關(guān)于兩種透鏡三條特殊的光線:1、凸透鏡三條特殊光線,如圖所示:A.與主光軸平行的光線經(jīng)透鏡折射過焦點;B.過光心的光線傳播方向不變;C、過焦點的光線經(jīng)透鏡折射后與主光軸平行。2、凹透鏡三條特殊光線,如圖所示:A、與主光軸平行的光線經(jīng)透鏡折射后反向延長線過焦點;B、過光心的光線傳播方向不變;C、射向?qū)?cè)焦點的光線經(jīng)透鏡折射后與主光軸平行。利用這三條特出的光線來探究凸透鏡的成像規(guī)律:現(xiàn)在,我們利用這三條光線完成凸透鏡成像規(guī)律作圖,作法:畫一直線表示主光軸;把透鏡放在主光軸中央,從透鏡的位置開始在左右兩邊的軸上用粉筆標(biāo)出等于焦距和2倍焦距的位置;
8、物體分別設(shè)三個位置;(uf、fu2f、u2f)畫出平行于主光軸的光線被凸透鏡折射后經(jīng)過焦點的光線;通過焦點的光線被凸透鏡折射以后平行于主光軸射出;兩條折射光線在透鏡另一側(cè)相交于一點;過這一點作垂直主光軸的線,這就是物體的像;若兩條折射光線在透鏡另一側(cè)不相交,反向延長,交于物體與透鏡同側(cè);過這一點作垂直主光軸的線,用虛線表示其成的虛像,如圖所示:關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)如下:1、焦點是成實像和虛像的分界點;2、二倍焦距處是成放大實像和縮小實像的分界點;3、倒立的都是實像、正立的都是虛像;4、當(dāng)uv時,像是縮小的;反之,像是放大的;5、成實像時:當(dāng)物距減小時,像距和像都增大; 反之,物距增大,像和像
9、距都減小。簡言之“物近像遠(yuǎn)像變大;”6、無論是成實像還是虛像,只要物體向焦點靠近,所成的像都變大;7、像與物左右相反,上下相反;8、凸透鏡破損或有污漬,不影響成像的完整性,只是讓像變暗;9、物和像在透鏡同側(cè)的是虛像;異側(cè)的是實像。一、透鏡的基本概念及性質(zhì)名稱又名實物形狀光學(xué)符號性質(zhì)凸透鏡會聚透鏡對光線有會聚作用凹透鏡發(fā)散透鏡對光線有發(fā)散作用1、 名詞:薄透鏡:透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑。 主光軸:通過兩個球面球心的直線。 光心:(O)即薄透鏡的中心。性質(zhì):通過光心的光線傳播方向不改變。 焦點(F):凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這個點叫焦點。 焦距(f):焦點到凸透鏡光心的
10、距離。2、 典型光路FFFF三、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用1、實驗:實驗時點燃蠟燭,使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使?fàn)T焰的像成在光屏中央。若在實驗時,無論怎樣移動光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:蠟燭在焦點以內(nèi);燭焰在焦點上燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度;蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距,成像在很遠(yuǎn)的地方,光具座的光屏無法移到該位置。2、實驗結(jié)論:(凸透鏡成像規(guī)律)F分虛實,2f大小,實倒虛正,具體見下表:物距像的性質(zhì)像距應(yīng)用倒、正放、縮虛、實u2f倒立縮小實像fv2f照相機(jī)fu2f幻燈機(jī)uu放大鏡、對規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識:uf是成實像和虛象,正立像和倒立像,像物同側(cè)和異側(cè)的
11、分界點。u2f是像放大和縮小的分界點當(dāng)像距大于物距時成放大的實像(或虛像),當(dāng)像距小于物距時成倒立縮小的實像。成實像時:物距減?。ㄔ龃螅┫窬嘣龃螅p?。┫褡兇螅ㄗ冃。┏商撓駮r:物距減?。ㄔ龃螅┫窬鄿p?。ㄔ龃螅┫褡冃。ㄗ兇螅┧?、眼睛和眼鏡1、成像原理: 從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立,縮小的實像,分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,人就可以看到這個物體了。2、近視及遠(yuǎn)視的矯正:近視眼要戴凹透鏡,遠(yuǎn)視眼要戴凸透鏡.五、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1、顯微鏡: 顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡,每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個凸透鏡,靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡,靠近被
12、觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個放大的實像,道理就像投影儀的鏡頭成像一樣;目鏡的作用則像一個普通的放大鏡,把這個像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用,我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。2、望遠(yuǎn)鏡:有一種望遠(yuǎn)鏡也是由兩組凸透鏡組成的。靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡,靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。我們能不能看清一個物體,它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小,但它離我們的眼睛很近,再加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大。二、凸透鏡成像規(guī)律物距像的性質(zhì)像距應(yīng)用倒、正放、縮虛、實u2f倒立縮小實像fv2f照相機(jī)、攝影機(jī)u=2f倒立等大實
13、像V=2fFu2f幻燈機(jī)、投影儀u=f不能成像uu放大鏡uf是成實像和虛象,正立像和倒立像,像物同側(cè)和異側(cè)的分界點。u2f是像放大和縮小的分界點當(dāng)像距大于物距時成放大的實像(或虛像),當(dāng)像距小于物距時成倒立縮小的實像。1f = 1u + 1v ,像距u越大,像越大。應(yīng)用(1)照相機(jī):鏡頭是凸透鏡物體到透鏡的距離(物距)大于二倍焦距,成的是倒立、縮小的實像;要使像變大,應(yīng)該讓透鏡靠近物體,遠(yuǎn)離膠卷(2)投影儀:投影儀的鏡頭是凸透鏡;投影儀的平面鏡的作用是改變光的傳播方向;物體到透鏡的距離(物距)小于二倍焦距,大于一倍焦距,成的是倒立、放大的實像;要使像變大,應(yīng)該讓透鏡靠近物體,遠(yuǎn)離屏幕(3)放大鏡:放大鏡是凸透鏡;放大鏡到物體的距離(物距)小于一倍焦距,成的是放大、正立的虛像;要讓物體更大,應(yīng)該讓放大鏡遠(yuǎn)離物體;四、透鏡光學(xué)作圖FFFF七、近視、遠(yuǎn)視及矯正方法1、成像原理: 從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立,縮小的實像,分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,人就可以看到這個物體了。(眼睛的晶狀體相
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