凸透镜以及其应用

1、关于凸透镜及其应用第1页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四1知识结构【重点难点提示】第2页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四2知识要点(1)中间厚两边薄的透镜是凸透镜(2)中间薄两边厚的透镜是凹透镜(3)主光轴：通过透镜两个折射球面的球心(或者通过一个球面的球心并与另一球面相垂直)的直线，叫透镜的主光轴(或主轴)如图31所示(4)光心：光线通过主光轴上某一特殊点而不改变方向，这个点叫透镜的光心如图31所示在透镜中心处第3页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四(5)凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用 (6)平行于主光轴的光线

2、，通过透镜折射后会聚于主光轴上的点叫焦点(7)焦点到光心的距离叫焦距(8)透镜的应用：照相机、投影仪、放大镜 (9)实际光线会聚而形成的像是实像；光线的反向延长线会聚成的像是虚像实像能够呈在光屏上，虚像不能成在光屏上(10)眼球的基本结构(11)近视眼及其矫正；远视眼及其矫正 (12)透镜焦度()；透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度 即(13)显微镜和望远镜的基本结构 第4页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四3考点(1)透镜的基本性质 (2)凸透镜的成像规律(3)凸透成像规律的应用：眼睛和眼镜、显微镜和望远镜【难题巧解点拨】例1图32中正确表示了光通过透镜的是( )A甲图 B

3、乙图 C丙图 D丁图第5页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四思路分析根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，对比观察入射前和出射后光的变化情况光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了透镜对光的(明确会聚和发散的区别)“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些；“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些，图3-3所示答：A第6页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例2下

4、列说法正确的是( )A凡是透镜一定有两个焦点 B凹透镜没有焦点 C任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转 D以上说法都不正确思路分析一般的透镜若有两个球面，就意味着有两个焦点；但少数透镜只有一个球面，这就意味着这种透镜只有一个焦点对于凸透镜应有两个实焦点(或一个实焦点)，对于凹透镜应有两个虚焦点(或一个虚焦点)而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜，且通过光心，则不会发生折射现象，而是沿直线传播 因此选D正确 (注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质)第7页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例3怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢?答：由于太阳离地球很远所以射到地球表面的太阳光

5、小范围内可以近似看成是平行光，根据焦点的定义，平行光通过凸透镜后会聚到焦点上具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏，让透镜对准太阳光，前后移动透镜会在屏上看到一个光斑，测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离，这个距离大约等于凸透镜的焦距(此方法只能粗测焦距) 例4根据图34(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件 思路分析 (注意这五种镜子的区别)第8页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种，其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向；凸透镜和凹面镜对光有会聚作用；凹透镜和凸面镜对光有发散作用将

6、各图中的出射光与入射光进行比较：甲图中，入射光是会聚光，出射光变为平行光而不是反射光；乙图中平行光入射，出射光是发散光，而不是反射光，注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了，只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒；丙图中，出射光与入射光都是平行光，只是光的传播方向发生了变化答：如图3-4(b 第9页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例5完成图3-5中的光路图第10页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四思路分析图中所给的四个透镜，(a)、(b)是凸透镜(c)、(d)为凹透镜，并且(a)、(c)给出入射光线，要求画出折射光线而(b)、(d)则

7、给出折射光线，要求画出入射光线根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线第11页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四在画图中要注意光的传播方向 (利用基本概念完成作图)答：如图36所示 例6利用两面凸透镜把二束平行光变成另二束平行光，同时使“上、下”的光线更换位置 (用画图的方法完成这个题目)思路分析平行放置这两个透镜 和 同时使 的右侧焦点与 的左侧焦点重合 。按透镜的焦点性质就可以画出此图 第12页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例7试说明凸透镜能成实像的条件?思路分析根据凸透镜的成像规律，物体位于凸透镜一侧的1倍焦距到2倍焦距之间时在透镜另一

8、侧成放大、倒立的实像；物体位于凸透镜一侧的2倍焦距以外时在透镜另一侧成缩小、倒立的实像本题只是说明成实像的条件，并不考虑成的是放大像或是缩小像，因此只抓住“成实像” (注意大、小实像的条件)答：物体在凸透镜一侧1倍焦距以外 例8人用眼睛_看到凸透镜中成的虚像；人用眼睛_看到凸透镜中成的实像思路分析 (在人眼视网膜所成的像是实像)第13页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四人能看到像是因为有光线进入人眼凸透镜成虚像时，物体发出的光线经凸透镜折射后进入人眼，这些光的反向延长线相交而成虚像，所以虚像人眼是能看到的；物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚成实像，实像所发出的光进入人眼就

9、能使人看到它，因此人眼当然能够看到实像答：能 能 (注意“虚像”和“实像”人眼都能看到)例9一个“上”字形的霓虹灯，通过凸透镜成像在光屏上，图38中四个像正确的是( )第14页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四思路分析 一般来说，凸透镜所成的实像总是倒立的，并且是上下颠倒，在实际问题中，由于凸透镜是一个圆形的，光除了能被透镜上、下偏折，同样也能使光在左、右偏折，即光通过凸透镜后总是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透镜所成的像不仅上、下颠倒，左、右也要颠倒，所以只有D图符合要求 (从一个平面分析成像情况)答：D例10一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小

10、的清晰的像若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则( )A在光屏上仍可呈现缩小的像B隔着透镜可看到蜡烛的像 C在光屏上呈现放大的像D在光屏上呈现与蜡烛等大的像 第15页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四思路分析 (根据光路可逆性进行分析)根据教材中的探究问题(实验)，就应该知道，当物体在光屏上成缩小的实像时，此时物距大于二倍焦距，则所成的像应在一倍焦距和二倍焦距之间若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像，因此选C正确答：C例11物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的

11、光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是( )A75cm B20cm C30cm D40cm思路分析物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间，因此f30cmf15cm，在答案中找出满足条件的选项 (这点是分析本题的关键)答：B第16页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例12物体距凸透镜20cm时，可在光屏上得到一个缩小的实像，若把物体向透镜方向移8cm，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是( )A20cm B10cm C9cm D5cm思路分析 可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距根据题意，当u=20cm时，物体通过凸透镜在光屏上

12、成倒立、缩小的实像即物距必须满足u2f，也就是f10cm错解A.当焦距为10cm时，物体在20cm处成等大实像，不符合题意而当焦距为5cm，根据题意，物体又向透镜移动8cm，不可能成放大实像因此只有焦距为9cm时，才刚好同时满足题意中的两个条件因此选C正确 答：C (注意：物体移动时的分析方法 第17页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例13简述照相机是怎样进行工作的?思路分析与答照像机的标准镜头焦距大约5075mm，而镜头伸缩的范围很小，在1cm左右，就是说，像距很短因此，被摄物体一般都在距离镜头很远的地方，最近也在1m左右这一距离也远远大于二倍焦距当物体在很远很远的地

13、方时(一般大于20m时)，我们就称物距为无穷远，照像机的距离环上有“ ”的符号，就表示无穷远这时，镜头距底片最近，等于镜头的焦距有些同学很喜欢摄影，也经常进行摄影实践活动通常把调距离叫调焦距，也称调焦这里有个误会，实际上，不是在调焦距，而是在调整像距因为照像机的镜头焦距是固定的不能调(除变焦镜头以外)当用照像机给一个同学照像时，人距镜头越近，照出像片中人越大但是一定要调整镜头加大像距，即向前推出镜头(加大像距是使像能够成在底片上)“” 第18页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例14简述幻灯机、电影机是怎样工作的?思路分析与答 幻灯机和电影机的原理一样，都是利用凸透镜成放

14、大实像的原理幻灯片、电影片与镜头的距离是物距，镜头到银幕的距离是像距银幕距离镜头越远银幕上的图像越大，即像距越大，像越大与此同时，应该使物距减小，即把镜头向幻灯片、电影片方向移动 (明确凸透镜和平面镜的综合应用)现在不少学校的教室里都配备有投影书写仪，又叫投影器，它和我们课本上介绍的幻灯机原理相同，只不过是在光路上增加了一个平面镜，改变了光路，使投影幻灯片平放在书写台面上而成一个直立的像例15简述怎样合理应用放大镜第19页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四思路分析与答 使用放大镜观察物体时，物体应放在凸透镜的焦点以内，由于放大镜利用了凸透镜成虚像的原理，因此，人们看到的是

15、正立的像实际上，使用放大镜观察物体时，物体离放大镜越远(但保证uf)看到的像越大，像也越远 (物距变大，像距也变大)例16有一张照片，发现其景物模糊不清，而且整个画面偏黑，其形成的原因是在拍照时，没有调节好( )A调焦环 B快门 C光圈 D以上说法都正确思路分析根据上述照相机的工作情况知道，用照相机拍照时，景物若模糊不清，说明像距没有调好因此应该使用调焦环同时整个画面偏黑，说明曝光过度，应调整快门时间和光圈的大小因此本题应选D正确第20页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例17下面说法正确的是( )A近视眼应用凸透镜矫正B近视眼应用凹透镜矫正 C远视眼产生的原因是晶状体太厚D远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样，是玻璃体变混浊思路分析人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了近视眼产生的原因是晶状体太厚，折光能力太强使光会聚在视网膜前所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正 因此B正确 答：B (会根据人眼结构进行物理现象的分析) 第21页，共24页，2022年，5月20日，10点54分，星期四例18关于人眼所“见”，下列说法正确的是( )A透过窗户玻璃看到的像都是实像B通过近视眼镜看到的可能是虚像 C通过近视眼镜