透鏡及其應(yīng)用講義--生

1、 教 育 學(xué) 科 教 師 講 義 學(xué) 員 編 號(hào) ： 年 級(jí) ：八年級(jí) 課 時(shí) 數(shù) ：學(xué) 員 姓 名 ： 輔 導(dǎo) 科 目 ：物理 學(xué) 科 教 師 ：課 題透鏡及其應(yīng)用授課日期及時(shí)段 2017年 7 月 日教 學(xué) 目 的1.掌握透鏡的結(jié)構(gòu)、光線(xiàn)過(guò)透鏡的規(guī)律。凸透鏡成放大、縮小的實(shí)像和成虛像的條件重 難 點(diǎn)1.理解并會(huì)畫(huà)透鏡光路圖。2.能夠解釋照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡的原理。教 學(xué) 內(nèi) 容一、透鏡的基本概念：1、透鏡的特點(diǎn) （1）透鏡：由透明玻璃做成，一面或兩面磨成球面的光學(xué)元件。（2）透鏡的種類(lèi)：凸透鏡-中間厚邊緣薄的透鏡； 凹透鏡-中間薄邊緣厚的透鏡。（3）主光軸與光心：主光軸-透鏡上通過(guò)兩個(gè)球

2、心的直線(xiàn)； 光 心-每個(gè)透鏡的主光軸上都有一個(gè)特殊的點(diǎn)，透過(guò)該點(diǎn)的光線(xiàn)傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做光心。用字母“”表示。（透鏡中心可認(rèn)為是光心） 2、透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用 （1）凸透鏡：凸透鏡能使與主光軸平行的光線(xiàn)會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)。用字母“”表示。 焦點(diǎn)（）到光心（）的距離叫做焦距。用“”表示。 凸透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，且凸透鏡兩側(cè)的焦距相等。 （2）凹透鏡：凹透鏡能使與主光軸平行的光線(xiàn)通過(guò)凹透鏡折射后變得發(fā)散，且發(fā)散光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)都交于一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做凹透鏡的虛焦點(diǎn)。用字母“”表示。這一點(diǎn)不是實(shí)際光線(xiàn)的會(huì)聚點(diǎn)，所以叫虛焦點(diǎn)。 虛焦點(diǎn)（）到光心（）的距離叫做焦距。用“”

3、表示。 凹透鏡兩側(cè)各有一個(gè)虛焦點(diǎn)，且凹透鏡兩側(cè)的焦距相等。3、透鏡中的三條特殊光路 （1）通過(guò)光心的光線(xiàn)不改變傳播方向（2）對(duì)于凸透鏡，平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)折射后通過(guò)它的焦點(diǎn)； 對(duì)于凹透鏡，平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)折射后，折射光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)經(jīng)過(guò)它的虛焦點(diǎn)。（3）對(duì)于凸透鏡，通過(guò)焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)折射后平行于主光軸； 對(duì)于凹透鏡，正向延長(zhǎng)線(xiàn)通過(guò)虛焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)折射后平行于主光軸。 4、正確理解“會(huì)聚”與“發(fā)散” （1）由凸透鏡對(duì)光線(xiàn)的作用圖不難發(fā)現(xiàn)：焦距越小的透鏡，對(duì)光線(xiàn)的會(huì)聚（發(fā)散）作用越強(qiáng)； （2）凸透鏡：對(duì)光線(xiàn)有會(huì)聚作用，但不一定會(huì)聚到一點(diǎn)，而是指光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡折射后，折射光線(xiàn)比原來(lái)的入射光線(xiàn)沿原方

4、向傳播更靠近主光軸，使它的光束變窄。 凹透鏡：對(duì)光線(xiàn)有發(fā)散作用，是指光線(xiàn)通過(guò)凹透鏡折射后，折射光線(xiàn)比原來(lái)的入射光線(xiàn)沿原方向傳播更遠(yuǎn)離主光軸，使經(jīng)過(guò)它的光束變寬。二、例題1、完成下圖中的光路圖2、畫(huà)出下圖中未知的入射線(xiàn)、反射線(xiàn)、折射線(xiàn)或反射面的位置。3、根據(jù)光線(xiàn)的方向，在下圖的方框中填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。三、凸透鏡中三條特殊光線(xiàn)的應(yīng)用凸透鏡的光路圖中有三條特殊光線(xiàn)，它們的傳播方向是特定的，掌握這三條光線(xiàn)的具體傳播情況，不但對(duì)凸透鏡的光路圖的畫(huà)法有幫助，同時(shí)對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的作圖法得出有重要作用。 凸透鏡三條特殊光線(xiàn)：（1）過(guò)光心的光線(xiàn)，其傳播方向不改變；（2）平行主光軸的光線(xiàn)過(guò)焦點(diǎn)；（3）過(guò)焦點(diǎn)射

5、向凸透鏡的光線(xiàn)折射后將平行主光軸傳播。三條光線(xiàn)的傳播方向如圖1所示。（1） 當(dāng)時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像（2） 當(dāng)時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像（3） 當(dāng)時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像（4） 當(dāng)時(shí)不能成像（5） 當(dāng)時(shí)成正立、放大的虛像四、凸透鏡的成像規(guī)律物距像的特點(diǎn)像距異同側(cè)應(yīng)用u2f倒立縮小實(shí)像fv2f異側(cè)照相機(jī)、眼睛u=2f倒立等大實(shí)像v=2f異側(cè)物像距離最小fu2f異側(cè)電影、投影儀、幻燈機(jī)u=f不成像，得到一束平行光車(chē)頭燈、測(cè)凸透鏡焦距uf正立放大虛像同側(cè)放大鏡六、實(shí)像和虛像的區(qū)別和聯(lián)系比較實(shí)像虛像不同成像原理 由實(shí)際光線(xiàn)會(huì)聚 有實(shí)際光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)會(huì)聚而成承接方式能用光屏承接不能用光屏承接相同都能用眼睛看

6、到口訣記憶:一倍焦距分虛實(shí)（即物距在一倍焦距以?xún)?nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像）；二倍焦距分大?。次锞嘈《督咕啵煞糯蟮南?，焦點(diǎn)除外；物距大于焦距成縮小的像）；實(shí)像總是異側(cè)倒立的，虛像總是同側(cè)正立的。成像規(guī)律：無(wú)論物體成實(shí)像還是成虛像，只要物體向焦點(diǎn)靠近時(shí)，像就會(huì)逐漸變大，像距也變大；反之，物體向著遠(yuǎn)離焦點(diǎn)處移動(dòng)時(shí)，像就會(huì)逐漸變小，像距也變小。注意：凸透鏡在成實(shí)像時(shí)，像和物相比上下、左右均顛倒；像和物的運(yùn)動(dòng)方向也是上下相反，左右相反。5、凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是使?fàn)T焰的像成在光屏的中心。若實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏都不能得到像，可能原因：蠟燭在焦點(diǎn)以?xún)?nèi)；蠟燭

7、在焦點(diǎn)上；燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；蠟燭到透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)處，光屏無(wú)法移到該處。七、照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡照相機(jī)原理:照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,當(dāng)物體到鏡頭的距離大于二倍焦距時(shí),底片上就成了一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。物體離照相機(jī)越遠(yuǎn),底片上成的像越小,而鏡頭離底片越近. 幻燈機(jī)和投影儀原理： 幻燈機(jī)和投影儀的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，當(dāng)物體到凸透鏡的距離在大于一倍焦距，小于二倍焦距時(shí)，成倒立、放大、實(shí)像。放大鏡 (3）放大鏡：焦距較短的凸透鏡（焦距較短）； 成立的性質(zhì)：正立的、放大的虛像。注 意 點(diǎn)： 所謂放大、縮小是像的大小與物體大小比較。 變大、變小是物距不同時(shí)，像

8、與像的大小比較。 像的倒立、正立是指像的上下位置與物體的上下位置比較是否顛倒，并不是生活中的“倒立”、“正立”。八、近視眼和遠(yuǎn)視眼遠(yuǎn)處物體通過(guò)晶狀體所成的像在視網(wǎng)膜的前面，此時(shí)應(yīng)該配戴凹透鏡，使像點(diǎn)向后移，恰好能落在視網(wǎng)膜上。 （1）近視眼近處物體通過(guò)晶狀體所成的像在視網(wǎng)膜的后面，此時(shí)應(yīng)該配戴凸透鏡，使像點(diǎn)向前移，恰好能落在視網(wǎng)膜上。 （2）遠(yuǎn)視眼 小 結(jié)1、照相機(jī)是利用凸透鏡到物體的距離大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像的原理制成的。2、幻燈機(jī)是利用物體在凸透鏡2倍焦距到焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像的原理制成的。3、放大鏡是利用物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，成正立、放大的虛像的原理制成的。

9、九、例題解析（一）、連線(xiàn)題：將下列光學(xué)儀器與其他相應(yīng)的成像情況用線(xiàn)連起來(lái)。 照相機(jī) 成正立、放大的虛像 幻燈機(jī) 成倒立、縮小的實(shí)像 放大鏡 成倒立、放大的實(shí)像 平面鏡 成正立、等大的虛像（2） 、作圖題1、完成下圖的光路圖2、請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)填入適當(dāng)?shù)拿骁R或透鏡（每個(gè)方框內(nèi)只允許有一個(gè)光學(xué)元件）（三）、填空題1：如圖所示，一塊玻璃磚,按磚內(nèi)曲線(xiàn)方式將其分為、兩部分， 部分相當(dāng)于凸透鏡，對(duì)光線(xiàn)有 作用， 部分相當(dāng)于凹透鏡，對(duì)光線(xiàn)有 作用。2、如圖所示，魚(yú)缸中有一條小魚(yú)，而眼睛從點(diǎn)可以觀(guān)察到兩條，一條魚(yú)的位置較淺，另一條魚(yú)變大，前者是由于 形成的 像，（填“實(shí)”或“虛”）；后者是由于魚(yú)缸的 側(cè)部分（填“

10、右”或“左”）相當(dāng)于放大鏡，從而形成的 像（填“實(shí)”或“虛”）。3小磊在探究物距大于1倍焦距時(shí)凸透鏡的成像規(guī)律。他將不同的凸透鏡A、B和C（fAfBfC）固定在光具座上35cm刻度線(xiàn)處，將點(diǎn)燃的蠟燭放置在光具座上5cm刻度處，移動(dòng)光屏使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像，如圖13（a）、（b）和（c）所示。請(qǐng)仔細(xì)觀(guān)察圖13中的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納得出初步結(jié)論。圖13（a）圖13（c）圖13（b）ABC分析比較圖13（a）或（b）或（c）可得的初步結(jié)論是： （21） 。分析比較圖13（a）和（b）和（c）可得的初步結(jié)論是： （22） 。(四）、選擇題1、凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用的是（ ） 、將會(huì)聚的光通

11、過(guò)凸透鏡后變成平行光 、只有平行于主光軸的光才會(huì)有會(huì)聚作用 、對(duì)任何光都有會(huì)聚作用 、對(duì)不平行于主光軸的光會(huì)有發(fā)散作用 2下列光學(xué)儀器中，成倒立、放大、實(shí)像的是 ( ）A放大鏡B潛望鏡C投影儀D照相機(jī) 3下列三件光學(xué)儀器中，能使光的傳播方向發(fā)生改變的 （ ） 平面鏡 凸透鏡 凹透鏡 A 只有。 B 只有和。 C 只有和。 D 有、。 4人眼球中的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，若要在視網(wǎng)膜上成清晰的像，眼睛離物體的距離應(yīng) ( ) A大于一倍焦距B大于兩倍焦距 C大于一倍焦距，小于二倍焦距D小于一倍焦距 5在做“探究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)”時(shí)，將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上，位置如圖所示則在光屏上（ ）

12、 A成倒立放大的實(shí)像B成倒立縮小的實(shí)像C光屏上不會(huì)得到像D像距大于10cm小于20cm6、照集體相時(shí)，發(fā)現(xiàn)有些人沒(méi)有進(jìn)入鏡頭，為了使全體人員都進(jìn)入鏡頭，應(yīng)該采?。?） 、人不動(dòng)，照相機(jī)離人遠(yuǎn)一些，鏡頭往里縮一些 、人不動(dòng)，照相機(jī)離人近一些，鏡頭往里縮一些、人不動(dòng)，照相機(jī)離人近一些，鏡頭往前伸一些、鏡頭和照相機(jī)都不動(dòng)，人站近一些7、投影儀是教學(xué)中常用的設(shè)備，下面關(guān)于投影儀的敘述錯(cuò)誤的是（ ）、平面鏡的作用是改變光的傳播方向 、屏幕表面粗糙，有利于光發(fā)生漫反射、物體在屏幕上成的像是一個(gè)放大的虛像、若使屏幕上的像變大，應(yīng)該使鏡頭靠近投影片 8如圖所示，燭焰在光屏上成清晰的像當(dāng)把蠟燭向左移動(dòng)一段距離，

13、要在光屏上再次成一個(gè)清晰的像，應(yīng)該（ ） A保持凸透鏡不動(dòng)，光屏向左移 B保持凸透鏡不動(dòng)，光屏向右移 C保持凸透鏡和光屏都不動(dòng) D以上說(shuō)法都不對(duì)（3） 、實(shí)驗(yàn)題 1小晨進(jìn)行探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)，當(dāng)蠟燭、凸透鏡和光屏在如圖所示位置時(shí)，光屏上恰好能成清晰的像（1）此時(shí)，燭焰在光屏上所成像的性質(zhì)是 （2）將蠟燭向左移動(dòng)，要在光屏上再次得到清晰的像，應(yīng)將光屏向 移動(dòng)2. 某小組同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們都將凸透鏡放置于光具座的A點(diǎn) （50厘米刻度處）且保持不變，如圖13所示?，F(xiàn)有焦距為10厘米或15厘米的凸透鏡可選擇。一位同學(xué)將點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡的一側(cè)，在光具座另一側(cè)68厘米刻度

14、處的光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，則凸透鏡的焦距可能是 (5) 厘米。另一位同學(xué)先后兩次將點(diǎn)燃的蠟燭放在圖13中距B點(diǎn)6厘米處（B點(diǎn)位置為30厘米刻度處），在凸透鏡的 (6) （選填“左”或“右”）側(cè)移動(dòng)光屏，可在光屏上得到大小不同的兩個(gè)像。比較兩次所成的像，當(dāng)蠟燭置于光具座上 (7) 厘米刻度處時(shí)所成的像較小，凸透鏡的焦距可能是 (8) 厘米。 圖13 十、課后練習(xí)1透鏡可以分為兩種：一種為中間厚，邊緣薄的，叫做_，它能使光線(xiàn)_；另一種為中間薄，邊緣厚的，叫做_，它能使光線(xiàn)_2.下圖所示的六個(gè)透鏡中，屬于凹透鏡的是_.3凸透鏡能使平行于主光軸的光會(huì)聚在一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做_，焦點(diǎn)到光心的距離叫做_4、圖32中正確表示了光通過(guò)透鏡的是(A )5人們常用手機(jī)進(jìn)行“自拍”，手機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡；“自拍”時(shí)，手機(jī)鏡頭到人的距離應(yīng)大于透鏡的二倍焦距（選填“大于”、“小于”或“等于”）6.如圖所示，畫(huà)出圖所示的光線(xiàn)通過(guò)透