第三章 透镜及其应用复习课件

透镜及其应用1．知识结构【重点难点提示】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3—1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3—1所示．在透镜中心处．(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，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(φ)；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

一、透镜的分类：学什么

二、概念：凸透镜和凹透镜

三、透镜对光线的作用凸透镜对光线起会聚作用凹透镜对光线起发散作用光心(O)薄透镜的光心就在透镜的中心。焦点(F)---平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这点叫焦点。焦距(f)---焦点到光心的距离叫焦距。

凸透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜凹透镜：中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜透镜的分类FF●●FF●●图2.9凸透镜使光线会聚图2.10凹透镜使光线发散焦点焦点焦点O光心O光心f1、

通过光心的光线传播方向不改变。2、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。3、经过凸透镜焦点的光线被折射后平行于主光轴射出。四、三条特殊光线FFFFFFFF完成下列光路图。FFFFoFFF完成下列光路图F凸透镜对光的会聚作用是表明光通过凸透镜以后会变得靠拢些。→→→→正确理解“会聚”

凹镜对光的发散作用是表明光通过凹透镜以后会更散开一些，但是散开不一定不能会聚。正确理解“发散”

1.一束光通过透镜的光路如图所示,哪幅图是正确的?2.根据入射光线和折射光线,在图中的虚线框内画出适当类型的透镜.OFOF思考：根据入射光线画出折射光线解决方法：画一画：根据入射光线或折射光线，把另一半光路画完整。OFFOFFOFOF填上合适的光学仪器1．有两只干净的玻璃杯，一只盛满纯净水，一只是空的，上面都盖了盖子，怎样用眼睛来判断哪只杯中装有水?2．小明家为了防盗，在家中的门上装了一个“猫眼”，他在屋内能看清屋外的人是一个正立缩小的像，屋外面的人却看不清屋内的小明，则“猫眼”应该是：()A、凸镜B、凹镜C、凹透镜D、凸透镜有水的是个凸透镜，看远处物体是倒立缩小的近处的是正立放大的；没水的不会发生这个现象。C3.凸透镜对光起

作用,凹透镜对光起

作用,是因为光通过透镜表面时发生

的缘故.

会聚发散折射4.

平行于主光轴的光线,通过凸透镜后

将

一点,这个点叫做凸透镜的

,这点到凸透镜的光心的距离叫做

.会聚焦距焦点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3—2中正确表示了光通过透镜的是(

)A．甲图B．乙图C．丙图D．丁图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“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[例2]下列说法正确的是()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．

(注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质)[例3]怎样利用太阳光粗测凸透镜的焦距呢?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最小最亮光斑，测量光斑到透镜边缘的距离，约等于凸透镜的焦距．[例4]据下图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)光学元件有平面镜、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．[例5]完成图3-5中的光路图[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．

[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．（选填“能”和“不能”）思路分析：(在人眼视网膜所成的像是实像)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3—8中四个像正确的是()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D图符合要求．(从一个平面分析成像情况)

[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

思路分析(根据光路可逆性进行分析)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．[例11]物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是()A．7．5cmB．20cmC．30cmD．40cm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f<30cm<2f，由此30cm>f>15cm.B[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(

)A．20cmB．10cmC．9cmD．5cm思路分析可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距据题意，当u=20cm时，物体通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像．即物距必须满足u>2f，也就是f<10cm．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.[例16]一张照片，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

用相机拍照时，景物若模糊不清，说明像距没调好．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大小．因此应选D．思路分析[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50—75mm，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)“”

[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．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u<f)看到的像越大，像也越远．(物距变大，像距也变大)3/13/2024物距（u）像的性质应用倒立或正立放大或缩小实像或虚像像距（v）一束平行光实像点V=f测凸透镜焦距u＞2f倒立缩小实像f＜v＜2f照相机u＝2f倒立等大实像v＝2ff＜u＜2f倒立放大实像v＞2f投影仪u＝f不成像、得到一束平行光u＜f正立放大虚像放大镜凸透镜成像的规律1、照相机成

立、

、的

像，2、投影仪成

立、

、的

像，3、放大镜成

立、

、的

像。倒缩小实倒放大实正放大虚投影仪照相机放大镜凸透镜成像的应用3/13/2024实验拓展1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？2、在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？3/13/2024交流合作实验思考3、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？3/13/2024交流合作实验思考4、当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？3/13/2024规律精炼3/13/2024交流合作实验思考3、当成实像时，如用手挡住透镜的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？3/13/2024FFf晶状体睫状体视网膜晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。视网膜相当于感光胶片。物体经过晶状体和角膜在视网膜上成倒立、缩小的实像眼睛是一部变焦的照相机角膜晶状体太厚折光能力太强成像在视网膜前

矫正使光线发散凹透镜

近视眼及纠正

远视眼及纠正晶状体太薄折光能力太弱成像在视网膜后

矫正使光线会聚凸透镜

判断哪些是近视眼，哪些是远视眼，并指出矫正的方法。近视眼远视眼显微镜和望远镜显微镜和望远镜由一组透镜组成，它们都是人要看清物体与物体的大小和物体对人眼的视角有关凸透镜3/13/2024随堂练习例：如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则：1、把烛焰放在

点，屏上出现的像最大；

把烛焰放在

点，屏上出现的像最小。abcdeFFf2f3/13/2024abcdeFFf2f2、把烛焰放在

点，屏上出现清晰的像时，

屏距凸透镜最远。3、把烛焰放在

点，屏上不会出现像。[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．远视眼的原因是晶状体太厚D．远视眼的原因与近视眼的原因一样，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

[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．通过近视眼镜看到的一定是虚像D．人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像思路分析根据光的折射规律，窗户玻璃对光线有折射作用，能使其形成的虚像平移．近视眼镜是用凹透镜制成的，它是发散透镜，通过图3—9可以说明总是成正立、缩小的虚像．而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜，它能使折射光线落在视网膜上形成实像．

1、下列现象中不是由于光的折射引起的是[]

（A）在河边看水中的鱼比它的实际位置浅些（B）用放大镜看物体得到放大的像（C）照相机的底片上得到缩小的像（D）小孔成像D2、图中画出了光通过透镜前后的传播方向，在图中补画上适当类型的透镜。4、小明在家做了这样一个实验：把一枚硬币放在一个没有水的碗里，把碗放在桌子上并慢慢向远处移动，直到眼睛刚好看不到为止。保持头部不动，缓缓地向碗中倒水，倒着、倒着，怪事出现了，小明又重新看到了碗底的硬币。（1）小明认为这个实验说明了：光从水中斜射入空气中时光线向

（填：“靠近”或“远离”）法线方向偏折。（2）小明用作图方法说明这个结论，下面四幅光路图中，正确的是

。远离B5、烈日下，小明与几个同学到海滩游玩、烧烤，待到点火时，却发现忘记带火柴了，他们几个人的包中只有绳子、玻璃、放大镜、镊子、纸等物品，请你替他们想一想，可以用什么办法取火？并简述这样做的理由。6、一塑料薄膜组成的棚顶下堆放着一堆干草，夏天的雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上。对于下列讨论，正确的说法是[]

（A）薄膜上的积水相当于一个大的凸透镜，如果其焦点恰好能在干草处，干草有可能燃烧（B）透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用（C）起凸透镜作用的应是塑料薄膜（D）水和塑料薄膜共同起凹透镜作用A7、某同学通过光学知识知道：光在同种均匀介质中传播的路线是直的；若以空气、水和玻璃作为光的传播介质，光在空气中的传播速度最快，在玻璃中的传播速度最慢，该同学用一束光在以上介质间作了如图所示的3次实验。（1）通过实验现象可知，光从一种介质进入另一种介质中时，传播方向通常会发生

。（2）根据所学的知识和实验现象可以大胆地提出假设：

。改变8、在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏，使光屏上成一清晰的放大的像，此时屏到凸透镜的距离为30cm，由此测得该凸透镜的焦距范围为___

___；再将烛焰移到距凸透镜30cm处，移动光屏使屏上成清晰的像，则像的性质为_____

__.10<f<15cm倒立缩小实像9、用照相机拍摄物理课本某页的全部内容，课本应放在离照相机镜头_______的位置上.若要改拍该页中的某一插图，应拉近课本与镜头的距离，同时还应

（选填"增大"、"保持"或"减小"）镜头与胶片的距离.u>2f增大10、如图所示的军事观察孔，虚线表示空气孔的观察范围，现嵌入玻璃砖后，观察范围将_______（填"变小、不变或变大"），请以孔的边缘为法线，作出新观察范围的光路）.

10、如图所示的军事观察孔，虚线表示空气孔的观察范围，现嵌入玻璃砖后，观察范围将_______（填"变小、不变或变大"），请以孔的边缘为法线，作出新观察范围的光路）.

变大讨论与交流你有几种简易的方法,辨别某一透镜是凸透镜,还是凹透镜?方法一:“摸”。通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别。（注意：为避免镜面磨损或弄脏，应先用很柔软的面巾纸把透镜包起来，再用手摸）

方法二:“看”。通过透镜去观察近处物体，看它成的像是放大还是缩小加以辨别。方法三:“照”。通过透镜对平行光线是会聚还是发散加以辨别。拓展与延伸问题1、某公园中的一块警示牌，上面写有“请不要把装有液体的纯净水瓶或矿泉水瓶遗留在山上”请同学们分析一下这是为什么？问题2、早在我国汉代就有记载“削冰令其圆，举以向日，以艾承其影，则生火。”谁能用现代汉语描述它？谁又能解释其原因？练习一1..判断题a.凸透镜只对平行光起会聚作用()b.凸透镜的两个焦点之间的距离叫焦距()2.在下面的暗箱中填合适的透镜3.如何测凸透镜的焦距?4.给你一个凸透镜和小灯泡,如何得到平行光?5.有一个透镜不知是凸透镜还是凹透镜，你如何判断？FFO二、凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线FFFFOO二、凸透镜的三条特殊光线和凹透镜的三条特殊光线练习二完成下列光路图•••FFOFF三、凸透镜成像及其应用•••FP••F•P•••FP••F••••FP••F•PP照相机

投影仪放大镜练习三一、为了研究凸透镜成像的规律,应使烛焰、____、和____的中心大致在同一高度上。假设凸透镜的焦距是10cm,则1.当烛焰离凸透镜30cm时,在光屏上会看到___、___、___像2.当烛焰离凸透镜15cm时,在光屏上会看到___、___、___像3.当烛焰离凸透镜8cm时,在光屏上不会看到像,但透过凸透镜能看到一个____、_____、____像二、小明给小雨照了一张全身像，小雨还想要一张半身像。那么小明应（）

A.离小雨近一些且把相机的暗箱缩短

B.离小雨远一些且把相机的暗箱缩短

C.离小雨近一些且把相机的暗箱拉长

D.离小雨远一些且把相机的暗箱拉长四、三种像成像原理成像性质成像光路举例小孔成像平面镜成像凸透镜成像练习四1.实像总是倒立的,虚像总是正立的()2.小明做光学实验在光屏上得到了倒立放大的实像,那么他做的一定是凸透镜成像实验()3.小明在光屏上得到了一个等大的像,则他所用的光学元件是()A.凸透镜B.平面镜C.凸面镜D.凹透镜4指出下列各属于什么成像：水中的月亮电影放映机放大镜针孔照相机照相机夏天树阴下的小光斑投影仪2.某同学做”凸透镜成像”实验时,把光屏移到离凸透镜16CM处,使在光屏上出现烛焰的倒立.放大.清晰的像,则该同学使用的凸透镜的焦距可能是()A.6CMB.8CM.C12CMD.18CMA3、在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰离凸透镜20cm时，移动光屏，使光屏上成一清晰的放大的像，此时屏到凸透镜的距离为30cm，由此测得该凸透镜的焦距范围为___

；再将烛焰移到距凸透镜30cm处，移动光屏使屏上成清晰的像，则像的性质为_____

10<f<15cm倒立缩小实像4、医用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图，其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的汞柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当于________________，