第5课时　透镜及其应用 物理课件PPT

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一、透镜1.透镜、主光轴和光心(1)中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜;中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。(2)通过两个球面球心的直线叫透镜的主光轴,简称主轴。(3)主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不变,这个点叫透镜的光心。2.透镜对光的作用(1)凸透镜对光线有会聚作用。(2)凹透镜对光线有发散作用。
3.焦点和焦距平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上的一点,这个点叫焦点,用F表示,该点是实际光线会聚而成的,因此叫实焦点;焦点到光心的距离叫焦距,用f表示。如图所示。
4.三条特殊光线透镜中有三条特殊光线:过光心的光线不改变传播方向;对凸透镜,平行于主光轴的光线经折射后过焦点,对凹透镜,它的焦点是虚焦点,折射光线的反向延长线过焦点;对凸透镜,过焦点的光线经折射后与主光轴平行,对凹透镜,入射光线的延长线正对虚焦点,经折射后与主光轴平行。三条光线如图所示。
二、凸透镜成像的规律
四、显微镜和望远镜1.显微镜(1)原理:凸透镜成像,两次放大。(2)物镜:成放大的实像。(3)目镜:成正立、放大的虚像。2.望远镜(1)原理:二次成像。(2)物镜:焦距大,成像在焦点附近,成倒立、缩小的实像。(3)目镜:焦距小,成正立、放大的虚像。
1.如图所示,F是透镜的焦点,其中光路图正确的是(　　)答案:C
解析:跟主光轴平行的光线,经凸透镜折射后,其出射光线经过凸透镜的焦点,故A选项错误;通过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后,其出射光线跟主光轴平行,故B选项错误;跟主光轴平行的光线,经凹透镜折射后,其出射光线的反向延长线通过凹透镜的虚焦点,故C选项正确;经过凹透镜虚焦点的光线,经凹透镜折射后变得更发散,故D选项错误。
2.杨大爷眼睛看物体时的成像情况如图所示,则他的眼睛类型及矫正需要选用的透镜分别是(　　)A.远视眼　凸透镜B.远视眼　凹透镜C.近视眼　凹透镜D.近视眼　凸透镜答案:A解析:从题图可以看出,近处的光线通过晶状体后成像在视网膜后,这是远视眼的特征,应戴凸透镜把光线会聚在视网膜上,故A选项正确。
3.右图是无人售票车上安装的“车载电视监控器”,图中摄像头的工作原理相当于物体通过凸透镜成　　　　(选填“正”与“倒”)立的　　　　(选填“实”或“虚”)像,在人走近摄像头的过程中,所成的像　　　　(选填“变小”“不变”或“变大”)。 答案:倒　实　变大解析:摄像头的工作原理相当于凸透镜,在大于二倍焦距之外的物体发出或反射的光经凸透镜折射后,成倒立、缩小的实像;凸透镜成实像时,物近像远像变大,在人走近摄像头的过程中,所成的像是变大的。
4.如图所示,a、b是从点光源S发出的、经透镜折射后的两条光线,在图中完成光路并标出点光源S的位置。答案:如图所示解析:平行于主光轴的光线过凸透镜后经过另一侧的焦点,经过光心的光线方向不发生改变。
1.透镜作图的关键——抓住“三线”透镜作图是光学作图的一个重要方面,主要考查对通过凸透镜和凹透镜三条特殊光线的理解和运用。把凸透镜和凹透镜这三条光线的传播特点记熟练后,无论什么样的作图题都不会觉得困难。通过透镜的三条特殊光线:第一条:穿过光心的入射光线经过透镜不改变方向;第二条:平行于主光轴入射的光线,经过凸透镜时过另一侧焦点,经过凹透镜时其反向延长线通过同侧焦点;第三条:穿过凸透镜焦点的入射光线,经透镜后平行于主光轴,延长线穿过凹透镜另一侧焦点的入射光线,经过透镜后平行于主光轴。下面我们通过例题来进一步探讨透镜作图的方法。
【例1】 如图所示,请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。解析:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴;过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。答案:如图所示
请在图中画出经过透镜折射后的光线。答案:如图所示解析:跟主光轴平行的光线,经凸透镜后光线经过凸透镜的焦点,通过凸透镜焦点的光线,经凸透镜折射后光线跟主光轴平行。
2.正确理解透镜的会聚作用和发散作用正确理解透镜对光线的作用,应注意以下两点:(1)凸透镜(凹透镜)对光线的会聚(发散)作用是指从透镜射出的光线相对入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度(加大了发散程度或减小了会聚程度),即光线经过凸透镜(凹透镜)后并不一定会聚到一点(发散),只不过比原来的传播方向更靠近(远离)主光轴。
(2)会聚作用与会聚光线是不同的,发散作用与发散光线是不同的,要区别开,即会聚作用射出的不一定是会聚光线,发散作用射出的不一定是发散光线。如图甲是会聚作用,图乙是发散作用;图乙的出射光线是会聚光线,图甲的出射光线是发散光线。
【例2】 下图中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中凸透镜是(　　)A.aB.b、dC.cD.a、b、c、d
解析:凸透镜是中间厚、边缘薄,光路经透镜两次折射后都是向靠近主光轴方向(中心方向)偏折,所以它具有会聚作用。凹透镜是中心薄、边缘厚,光路经透镜两次折射后都是向远离主光轴方向(中心方向)偏折,所以它有发散作用。从a、b、c、d四个图可以看出对光有会聚作用的只有c。答案:C
请在图中的方框内画出合适的透镜。答案:如图所示解析:从题图可以看出,平行光线通过透镜后会聚在一起,说明该透镜对光有会聚作用,所以是凸透镜。
3.凸透镜成像规律及其应用对于凸透镜成像规律,应明确以下几个方面:(1)实像总是倒立的,虚像总是正立的;(2)成实像时,物、像位于凸透镜两侧,成虚像时,物、像位于凸透镜一侧;(3)在焦点以外,物体离焦点越远,则所成的实像越小,像距也越小,这个规律用于照相机和幻灯机的调节;(4)在焦点以内,物体离焦点越近,所成的虚像越大,可用于放大镜的调节。
【例3】 右图是用来探究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像;若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为40 cm处,则(　　)A.移动光屏,可以在屏上得到倒立、放大的像B.移动光屏,可以在屏上得到倒立、缩小的像C.移动光屏,可以在屏上得到正立、放大的像D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到蜡烛的像解析:由题图可知,物距为u=50 cm-20 cm=30 cm时,成倒立等大的实像,u=2f=30 cm,所以凸透镜的焦距为f=15 cm。若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为40 cm 处,此时物距为u=50 cm-40 cm=10 cm,u如图所示,a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点,F为焦点。下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应,下列说法正确的是(　　)A.照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的B.幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的C.使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似D.人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似答案:B
解析:物体放在a点时成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个特点制成的;物体放在c点时,成倒立、放大的实像,幻灯机和投影仪是根据这个原理制成的;物体放在d点时,成正立、放大的虚像,使用放大镜时的成像情况与此一样,人眼的晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,成倒立、缩小的实像,与物体放在a点时的成像情况相似,所以正确的选项是B。
4.关于照相机、投影仪问题照相机和投影仪是凸透镜成像规律的重要应用,近几年中考中,关于照相机和投影仪,常常会出现这样的问题:根据像的大小来判断照相机的镜头到物体及镜头到底片的距离变化情况,进行投影仪的调节等问题,下面通过例题探究解决此类问题的方法。
【例4】 小华用相机拍摄的桂林市杉湖上的双塔照片如图所示。下面说法正确的是(　　)A.双塔在湖中的倒影是实像B.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应向塔靠近些C.要使塔的像更大些,小华或相机镜头应离塔更远些D.要使塔的像更小些,小华或相机镜头应离塔更近些解析:水面相当于平面镜,水中的倒影是平面镜所成的虚像;照相机的成像原理是当物距大于2倍焦距时凸透镜成倒立、缩小的实像,要使塔的像更大些,需要减小物距,增大像距,故选项B正确。答案:B
城市很多路口安装的一种监控摄像头如图所示,它可以拍摄违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜头相当于一个凸透镜,它的工作原理与　　　　　相似。 答案:照相机解析:摄像头拍摄的像是一个倒立、缩小的实像,这与照相机的原理是相同的。
5.近视眼、远视眼及其矫正问题透析此类问题主要考查:(1)近视眼和远视眼的成因;(2)近视眼和远视眼的矫正;(3)实验探究近视眼和远视眼的成因及矫正。
【例5】 在如图所示的四幅小图中,正确表示远视眼成像情况的是　　　　图,其矫正做法是　　　　图。 解析:远视眼是因为近处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像落在视网膜的后方。远视眼矫正方法是戴凸透镜。由题意可知,正确表示远视眼成像情况的是B图,其矫正做法正确的是D图。答案:B　D