光的折射、凸透鏡成像及其應(yīng)用 浙江版

1、光的折射、凸透鏡成像及其應(yīng)用一. 本周教學(xué)內(nèi)容：光的折射、凸透鏡成像及其應(yīng)用二. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 光的折射規(guī)律。2. 凸透鏡成像規(guī)律。3. 凸透鏡成像的具體應(yīng)用。三. 教學(xué)內(nèi)容及知識提要。1. 光的折射：光由一種物質(zhì)進(jìn)入另一種物質(zhì)時(shí)，它的傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象，叫光的折射。當(dāng)光垂直于界面入射時(shí)，入射光線、反射光線、折射光線與法線重合，則入射角、反射角、折射角都為0°。2. 光的折射規(guī)律：光從一種物質(zhì)斜射入另一種物質(zhì)時(shí)，折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)，折射光線和入射光線分居在法線兩側(cè)，光從空氣斜射入水或別的透明體時(shí)，折射角小于入射角。光從水或別的透明體斜射入空氣時(shí)，折射角大于

2、入射角。3. 凸透鏡的性質(zhì)：對光線有會(huì)聚作用，凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)。4. 凸透鏡的應(yīng)用：可以制成幻燈機(jī)、照相機(jī)、放大鏡等儀器。5. 凹透鏡的性質(zhì)：對光線有發(fā)散作用，凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)。6. 凸透鏡的成像規(guī)律。物體的位置像的位置像與物的位置關(guān)系像的大小像的性質(zhì)應(yīng)用正倒虛實(shí)u>2ff<v<2f異側(cè)縮小倒立實(shí)照相機(jī)f<u<2fv>2f異側(cè)放大倒立實(shí)幻燈機(jī)u<fv<0同側(cè)放大正立虛放大鏡【典型例題】1. 平面鏡、凸透鏡都能使物體成虛像，它們有什么不同呢？解：平面鏡成像是因?yàn)楣獾姆瓷洌猿傻奶撓袷窍衽c物大小相等，相對于鏡面、像和物互相對稱，而凸透鏡成的虛像

3、是光的折射現(xiàn)象，所成的虛像是放大的像，且虛像和物體位于凸透鏡的同側(cè)。2. 在秋高氣爽的秋夜，看到星光閃爍不定，這是為什么？解：星光閃爍是一種自然現(xiàn)象，由于天氣的密度隨時(shí)間和空間而不斷起伏變化著，從遠(yuǎn)處恒星發(fā)出來的光進(jìn)入地球大氣層后，折射光的方向不斷發(fā)生變化、使折射光動(dòng)搖不定，因此看到的星光就不停的閃爍。3. 光線從與界面成30°角的方向由空氣射入某種液體中，反射光線和折射光線剛好垂直，求反射角和折射角的大小。解：根據(jù)題意：作出光路圖，如圖所示，M為界面，為法線，入射角90°-30°60°，所以反射角的大小也是60°。折射角CO30º

4、4. 如圖所示，是光線AO從空氣射入某種透明物質(zhì)中的情形，O為入射點(diǎn)，試分析光的反射和折射，在圖中畫出空氣和透明物質(zhì)的分界面、反射光線和折射光線。 解答：5. 有A、B、C三塊凸透鏡，現(xiàn)將這三塊透鏡放在光具座上做成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，在保持各透鏡與燭焰之間距離相等的條件下。得到的實(shí)驗(yàn)記錄如下表，由此可判別A、B、C三塊凸透鏡的焦距大小關(guān)系如何？凸透鏡像的性質(zhì)A倒立放大的實(shí)像B倒立縮小的實(shí)像C正立放大的虛像解：設(shè)物體距離透鏡光心的距離為物距u，根據(jù)A成像的性質(zhì)可知：fA <u<2fA由此可得：fA<u，根據(jù)B成像的性質(zhì)可知：U>2fB，所以fB<，再根據(jù)C成像的性質(zhì)：U<

5、;fc，所以fc 因此：根據(jù)上述分析可得：點(diǎn)評：這道題從理論上分析比較抽象，若用圖解法就比較直觀明了，同學(xué)們不妨一試。6.把一個(gè)直徑為10厘米的凸透鏡正對著太陽方向，在透鏡的另一側(cè)7.5厘米處放一個(gè)垂直于主軸的光屏，此時(shí)光屏上呈現(xiàn)出一個(gè)直徑為5厘米的光斑，則此凸透鏡的焦距是多少？解法一：假設(shè)太陽光為平行光，射向凸透鏡后，先在光屏上成光斑后再會(huì)聚于焦點(diǎn)上，如圖所示：根據(jù)相似三角形關(guān)系：，即：f=15cm解法二：同上太陽光平行射向凸透鏡后，先會(huì)聚后在光屏上成光斑，如圖所示：根據(jù)相似三角形關(guān)系：，得：BF=2.5cm所以：OF=f=7.5-2.5=5cm點(diǎn)評：此題有兩種成光斑的可能，所以必須用作圖的

6、方法作出圖示，然后用相似三角形的相似比來求得有2種焦距的可能性。7. 在離地面1000米的飛機(jī)上拍地面上的物體的照片，其比例尺為1：5000，那么照相機(jī)鏡頭焦距是多少厘米？若要用這架照相機(jī)得到1:3000的照片，飛機(jī)離地面的高度為多少？解： 由于飛機(jī)在高空拍照時(shí)，其光路近似如圖所示： 且fv=OF所以，u=1000米，根據(jù)相似三角形關(guān)系可知：，OF=f=0.2米=20厘米又因?yàn)榇苏障鄼C(jī)的焦距為0.2米，若得到的比例為1:3000可知，米點(diǎn)評：所以結(jié)論為：此照相機(jī)的焦距為20厘米，若要得到1:3000的照片，飛機(jī)應(yīng)離地面600米處才行，解此類題目，由于照相機(jī)離物體較遠(yuǎn)，所以不能用平行光成像的方法

7、來推理。8. 根據(jù)下圖所示的光線，請?zhí)钌线m當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)儀器，完成光路圖。解：根據(jù)上圖所示的光線圖，可以填上不同的光學(xué)儀器來完成，如填平面鏡、凸透鏡、凹透鏡等均可。9. 一條彩虹飛架藍(lán)天，這是大家都熟悉的自然現(xiàn)象，那么彩虹的最上邊是什么顏色？在彩虹形成過程中，起著重要作用的是什么？觀察彩虹時(shí)，應(yīng)如何站立來觀察？解：彩虹最上邊是紅色，在彩虹形成過程中起重要作用的是光的反射和折射，觀察時(shí)應(yīng)背著太陽觀看。10. 兩個(gè)凸透鏡的焦距分別為10cm和15cm，要想使一束平行于主光軸的光線通過兩透鏡后仍然平行射出，兩個(gè)凸透鏡應(yīng)如何放置？解：平行光通過凸透鏡后能會(huì)聚在焦點(diǎn)上，如果把會(huì)聚在焦點(diǎn)上的光重合在第二個(gè)透鏡的焦點(diǎn)上，根據(jù)光路的可逆性