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1、光的折射凸透镜成像视觉【知识整合】考点 1、光的折射1.光的折射规律：光从空气斜射入水或其他透明介质中时，折射光线与入射光线、法线在 同一平面内，折射光线和人射光线分居法线两侧， 折射角 小于入射角；光从水或其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角；光垂直射向介面时，传播方向不改变，入射角增大时，折射角也随之增大。【易错点】 光从一种物质射向另一种物质时，传播方向一定改变。正确的应是光垂直射向两种物质的界面时，传播方向不改变， 此时折射角和入射角等于 0o。2.在折射时光路也是可逆的运用光路的可逆性可解答有关折射“ 逆向问 题” 【注意】 （1）发生光的折射时一般同时发生光的反射。 （2）无论
2、光从空气斜射入水或其他介质中， 或光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角是大角 . 考点 2、透镜1.凸透镜和凹透镜【比较】项目凸透镜凹透镜外形中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚对 光 线 的作用对光线有会聚作用对光线有发散作用焦点平行主轴的光线经透镜折射后实际光线会聚的点（实焦点）平行主轴的光线经透镜折射，折射光线的反向延长线会聚的点（虚焦点）光路图2.与透镜有关的几个概念：（1）主光轴 OO光心 O 过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴；在主光轴上（一般在透镜的中心）有一光心，通过光心的光线传播方向不改变。（2）焦点 F焦距f 平行主轴的光线经透镜折射后折射光线在主光轴上会聚的点实焦点，平行主
3、轴的光线经透镜折射后， 折射光线的反向延长线在主光轴上会聚的点虚 焦点；焦点到透镜光心的距离叫做焦距。（3）物距 u像距 v 物体到透镜光心的距离叫物距；像到透镜光心的距离叫像距。（4）实象虚象成像的原理不同 .物点发出的光线经镜子反射或折射后，实际光线会聚到一点，所成的像叫实像；物点射出的光线，经镜子反射或折射后，光线不能相交，反向延长交于一点，人眼以为光从这点射出的，所成的像叫做虚像。承接的方法不同 .虚像能用人眼观看， 不能用光屏承接； 实像既可以用光屏承接，也可以用人眼直接观看.，在形成实像后的折射光线区域里也可用眼睛观察到.。2.掌握三条特殊光路，如下图所示 平行于主光轴的光线折射后
4、通过焦点.对凹透镜来说，是折射光线的反向延长线经过虚焦点 . 考点 3、透镜成像及应用1.透镜成像规律 . （1）凸透镜成像原理以烛焰通过凸透镜成像为例，如右图烛焰可看作是由许多发光点组成的，每个发光点射向凸透镜的光线有无数条，这无数条光线经凸透镜折射后，会聚到一点，这一点就是发光点的像点，全部的像点构成了烛焰的像 【注意】 若用纸板档住凸透镜的上半部，下半部的光仍能会聚起来组成物体的完整的像但会聚的光少了，所得的像亮度将变暗（2）凸透镜成像规律：物距 u 像的特点像 距 v 应 用u2f 倒立缩小实像f2f （vu）投影仪 幻灯机u=f 平行光 测焦距uu） 放大镜一焦分虚实。 u=f 是成
5、实像与虚像分界点，uf 成实像 , u=f 不成像 ,u2f 成缩小的实像 , u=2f 成等大的实像 ,fu2f 可成放大的实像 uf 成放大的虚像 ; 实象皆倒立， 虚象皆正立。成实象时，物近像远像变大。成虚象时，物近像近像变小。（3）凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像【易淆点】 放大的像与像变大放大的像指所成的像的大小比物体的大小大；像变大指物体到镜子的距离发生变化时， 像相对于原来的像变大。 像变大不等于所成的像是放大的，如物距从大于 2 倍焦距减小到等于2 倍焦距的过程中，所成的像是缩小的但像逐渐变大的2.透镜的应用(1)放大镜放大镜是一个短焦距的凸透镜. 把凸透镜靠近要观察的物体，
6、使物距小于 1 倍焦距，透过透镜便可以观察到一个正立放大的虚像 .，所成的虚像和物体在镜的同侧. （2）幻灯机、投影仪的成像与调整幻灯机就是利用凸透镜能成倒立、放大的实像这个原理制成的。幻灯机的镜头相当于一个凸透镜，幻灯片是物体，银幕相当于光屏，幻灯片到镜头的距离比镜头的焦距稍大.为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒插. 【比较】 教学用投影仪（如右图）与幻灯机。其主要区别：投影仪用两块大塑料螺旋透镜作聚光器，同时用一块平面镜把像反射到屏幕上 . 根据凸透镜成像规律， 为了使屏幕上有更大的图像， 应增大像距同时减小物距，即幻灯机应离屏幕远些，同时幻灯片离镜头近一些. （3）照相机的成像与调整照相
7、机就是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像这个原理制成的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏，一般照相机的焦距在2.87.0cm之间而被拍摄的物体到照相机距离一般都超过照相机的2 倍焦距调节镜头到胶片的距离，胶片上会出现景物清晰的倒立、缩小的实像.调节方法：摄近景时，物距减小，像距增大，像也增大，即镜头向外伸出一 些，离胶片远一些（暗箱应拉长些） ，像大一点；摄远景时，物距增大，像距变小，像也变小，即镜头往后缩，离胶片近一些，像小一点。照相机上光圈的作用是控制进入照相机的光线多少，快门控制进光时间. （4）显微镜显微镜是用来观察细微物体或物体细微部分的光学仪器。显微镜一般是由两组透镜组成，
8、每组的作用相当于一个凸透镜。如图，接近物体的一组透镜L1叫物镜，它的焦距很短，接近眼睛的一组透镜L2叫目镜，它的焦距比物镜稍大，两镜间的距离可以调节。 显微镜的物镜的作用与幻灯机相同，成放大的实像 显微镜的目镜的作用与放大镜相同，成放大的虚像（5）近视和远视的矫正【比较】项目近视远视外形焦距比正常的短 ,晶状体比较凸出比正常眼的长 , 晶状体比较扁平晶 状 体 折 射光线的本领比正常眼要大些 ,远处物体的像成在在视网膜前比正常眼的小些,近处物体的像成在视网膜后面矫正的方法用凹透镜制成的眼镜用凸透镜制成的眼镜【应用探究】类型之一、光的折射现象及作图光的折射规律有关问题，一是以作图题型考查运用光的
9、折射规律解释有关现象，二是将光的反射和光的折射综合在一起考查【例 1】 （2007 年镇江市）画出光线 AO 经过半圆形玻璃砖折射后的光路图（O 为圆心）【解题分析 】光由 AO 经过半圆形玻璃砖折射，根据折射规律可知，“斜射”时，总是传播速度大的介质中的“角”较大，传播方向发生改变，再由玻璃射向空气，由于此时光沿半圆形玻璃砖的半径方向传播，传播方向不改变，由此画出图中 AO 光线半圆形玻璃砖折射后的光路图。 【标准解答 】如右图所示。【变式题 】图所示为光从空气斜射入水的光路图，请在图中画出界面和法线的位置。类型之二、凸透镜成像及应用透镜对光作用、 凸透镜成像规律有关问题， 如何矫正近视和远
10、视的内容 照相机、放大镜、投影器、望远镜和显微镜的考查使用而融入了凸透镜成像的物像间的变化规律，运用凸透镜成像的规律进行远近距离调节。【例 2】 （2007 年南京市）一凸透镜的焦距是10cm ，将点燃的蜡烛放在凸透镜前 40cm处，则烛焰通过凸透镜所成的像是（）A倒立缩小的实像 B倒立放大的实像C倒立等大的实像 D正立放大的虚像【解题分析 】凸透镜的焦距是 10cm ，点燃的蜡烛放在凸透镜前40cm处，物距大于 2 倍焦距，所成的像为倒立缩小实像，【标准解答 】A【变式题 】小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（）A.射入眼中的光一
11、定是由像发出的B.像一定是实像C.像一定是倒立的D.像一定是放大的虚像【误解分析】 有些同学认为使用放大镜观察物体时，看到的一定是物体的放大的虚像。 其实放大镜是一块凸透镜， 通常其焦距只有几厘米， 而直径较大的放大镜则其焦距较长， 一般也不过是二三十厘米而已， 若被观察物体是放在靠近放大镜的地方，即物体与放大镜的距离小于其焦距，透镜所成的像是放大的虚像，若观察远处的物体则物距比透镜的焦距大很多，透镜所成的像就是倒立缩小的实像了。【拓展迁移】 某同学做“研究凸透镜成像”的实验，在实验中固定了透镜，无论怎样移动蜡烛和光屏，在光屏上都找不到像，则原因是_ 。找到原因后在光屏上得到了像，如果蜡烛燃烧
12、时间较长， 蜡烛变短， 则光屏上的像将向_移动（选填“上”或“下”）。【例 3】 （2007 年广东省）如图，小明用一个透镜观看书上的一个英文单词，他看到了两个字母“YS”的放大的像这个透镜是 _透镜，这种透镜对光线有_作用，利用这种透镜可制成的光学仪器有_( 只需填写一种 )【解题分析 】由于他看到了两个字母“YS”的放大的像，所以这个透镜一定是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用，其应用主要有：幻灯机、照相机、放大 镜、投影机。【标准解答 】凸会聚幻灯机（或照相机、放大镜、投影机）【变式题 】 （2005年泰州市）在练习调节教学投影仪 （参见图）的实践活动中，小明通过调节，使屏幕上出现了清晰画面
13、 . 这时，教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些 . 为此，小明的操作应当是：适当_（填“增大”或“减小”）投影仪与屏幕的距离， 并将凸透镜适当向_（填“上”或“下”）移动 . 【例 4】 （2007 年湖北省黄冈市） 王老师在课堂上， 看近处课本时要戴上眼镜，观察远处同学时又摘下眼镜，这样戴上摘下，非常不方便王老师的眼睛是_（近视、远视）眼，可以用_ 镜来矫正。小军将一种新型眼镜送给了老师，如图所示，镜片 A区厚度相同， B区可以矫正视力， 现在王老师可以通过_区看书，通过 _区看同学，再不需要频繁戴上摘下眼镜。【课时作业】一、选择题1. （2007 年临沂市）下列对平面镜成像、放大
14、镜成像、小孔成像、照相机照相的描述中正确的是（）A应用光的反射定律的是B应用光的折射规律的是 C所成像是实像的有D所成像是虚像的有测试要点：各种镜子的成像情况2. （2006 年安徽省课改区）林雨在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到，如果下雨使得瓶中进了水， 就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒。这其中引起火灾的主要原因是（）B B A A A盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用B盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用C盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用D盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用测试要点：凸透镜
15、对光线有会聚作用3.（ 2007 年四川省自贡市）下图中画出了光线射到空气与水的界面处发生折射和反射的四幅光路图，其中正确的光路图是（）A. B. C. D. 测试要点：光的折射和反射光路图4(2004 年吉林 )用照相机拍摄水池底部的物体，若照相机位置不变，比较池中有水与无水两种情况，有水时( ) A暗箱应略短些，所得的像会略小些B暗箱应略短些，所得的像会略大些C暗箱应略长些，所得的像会略大些D暗箱应略长些，所得的像会略小些测试要点：运用凸透镜成像的规律进行照相机远近距离调节5.（2006 年重庆市）把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应( ) A大于 10cm B小于 10cm C大于 20cm D在 10cm和 20cm 之间测试要点：凸透镜成像的规律6.（2007年绵阳市）两个完全相同的凸透镜L1、L2如图放置，其中 AO1O1BBO2，过 A 点的一条光线经L1折射后按如图方向到达L2，则关于该光线再经L2折射后的去向，以下判断正确的是（）A.过 L2的二倍焦距点B.过 L2的焦点C.平行于 L2的主光轴D.过 L2的二倍焦距以外的点测试要点：利用凸透镜成像的规律作图（甲）A B C D （乙）7. （2007 年遂宁市）如图所示，一束光线斜射人容器中，在P处形成一
