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1、第五章 透镜及其应用,一、透镜及其对光线的作用 1.图甲表示凸透镜,对光线具有_作用。 2.图乙表示凹透镜,对光线具有_作用。,会聚,发散,二、凸透镜成像规律及其应用 1.凸透镜成像规律及其应用:,倒立、缩小的实像,照相机,倒立、等大的实像,倒立、放大的实像,投影仪,正立、放大的虚像,放大镜,2.眼睛和眼镜: (1)眼睛的成像原理。 原理:晶状体和角膜的共同作用相当于一个_,把来自 物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。视网膜相当于_ _。 成像特点:_。,凸透镜,光,屏,倒立、缩小的实像,(2)近视眼、远视眼的比较。,凹透镜,凸透镜,三、显微镜和望远镜 1.视角:物体越大,物体距离眼睛越近,
2、视角越_(选填“大” 或“小”)。 2.显微镜:看到_的虚像。 3.望远镜:使像被拉近。,大,正立、放大,【微点拨】 1.“会聚”和“发散”: (1)会聚光线不一定相交,只是相对于入射光线更靠近主光轴。 (2)发散光线不一定不相交,只是相对于入射光线更远离主光轴。 2.实像和虚像: (1)实像是实际光线会聚而成的像,能呈现在光屏上。 (2)虚像是实际光线的反向延长线会聚而成的像,不能呈现在光屏上。,3.凸透镜的成像特点: (1)放大或缩小的像,是相对于成像的物体而言。 (2)凸透镜成实像时,像相对于物上下左右都颠倒。 (3)成虚像时,像、物在透镜的同侧,物体距焦点越近,成像越大。,【速练题】
3、(1)放大镜为 镜,对光线起 作用。 (2)如图通过放大镜看到眼睛的像是 像。,(3)当用放大镜看远处的物体时,成 像。在生活中的应用是 。 (4)利用凸透镜可以矫正 眼。 参考答案:(1)凸透 会聚 (2)正立、放大、虚 (3)倒立、缩小、实 照相机 (4)远视,主题一 透镜的特殊光线 1.凸透镜(如图): (1)过光心的光线传播方向不变。 (2)平行于主光轴的光线折射光线过焦点。 (3)过焦点的光线折射光线平行于主光轴。,2.凹透镜(如图): (1)过光心的光线传播方向不变。 (2)平行于主光轴的光线折射后,折射光线 的反向延长线过焦点。 (3)入射光线的延长线过焦点,折射后折射光线平行于
4、主光轴。,【中考警示】(1)实际光线用实线表示,光线的反向延长线用虚线表示。 (2)平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线一定要延长到焦点处。 (3)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后,折射光线画到焦点处后继续延长一段。,【示范题1】(1)(2013广东中考)如图所示,请画出入射或折射光线,使光路完整。,【解题指南】解答本题抓住以下关键点: 先确定已知光线是哪一条特殊光线。 根据透镜对光线的作用,确定所画光线的特点。 【解析】本题考查凸透镜和凹透镜的特殊光线画法。由凸透镜的特殊光线:通过凸透镜光心的光线传播方向不变;由焦点发出或经过焦点射向凸透镜的光线,平行于主光轴。凹透镜的特殊
5、光线:延长线经过凹透镜焦点的光线折射后平行于主光轴。,答案:如图所示,(2)(2013扬州中考)如图,通过凸透镜焦点的光线AO,经过凸透镜沿OB方向射出,作出该凸透镜和焦点F的位置。(保留作图痕迹),【解题指南】解答本题抓住以下关键点: 明确入射光线平行于主光轴,折射光线必过凸透镜的焦点。 明确入射光线过透镜的焦点,则折射光线必平行于主光轴。 【解析】本题考查特殊光线的应用(作出凸透镜即确定焦点的位置)。入射光线AO经过透镜焦点,说明折射光线OB与主光轴平行,透镜与OB垂直。故可先画出主光轴,主光轴与AO的交点即为凸透镜的焦点。再画出凸透镜(和BO垂直,且过O点)。,答案:,【备选例题】(20
6、13包头中考)如图所示,一条平行于凸透镜主光轴CC的入射光线经透镜折射后入射于平面镜上的N点(平面镜与主光轴平行),经平面镜反射后与主光轴CC相交于B点,过N点作平面镜的法线与主光轴CC相交于A点,O点为凸透镜的光心。,(1)请在图中画出这条光线经凸透镜折射前和折射后的光路图。 (2)若OA=4cm,AB=1.5cm,则凸透镜的焦距f= cm。 【解析】本题考查光的反射和凸透镜特殊光线的作图。在光的反射现象中,反射角等于入射角,故可先画出入射光线,与主光轴的交点即为焦点;因平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后过凸透镜的焦点,再画出射向凸透镜的入射光线;最后求出焦距: f=OF=OA-FA=O
7、A-AB=4cm-1.5 cm=2.5 cm。,答案:(1)如图所示。 (2)2.5,主题二 凸透镜成像的规律及其应用,分析成像情况可知如下成像规律:,记忆口诀: 一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,物远像变小; 虚像同侧立,物远像变大;像大像距大,像小像距小。,【知识拓展】作图理解凸透镜成像的规律 利用凸透镜的三条特殊光线中的两条画出相应的光路图,理解凸透镜成像规律。 (1)当物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时,在凸透镜的另一侧成倒立、缩小的实像。,(2)当物体到凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距时,在凸透镜的另一侧成倒立、放大的实像。,(3)当物体到凸透镜的距离小于一倍焦距时,在光屏上不成
8、像,但透过凸透镜,可在烛焰的同侧看到一个正立、放大的虚像。,【示范题2】(2014德州中考)2013年6月 20日,我国宇航员王亚平在“天宫一号” 完成了太空授课,如图是她做水球透镜实 验时的情景,通过水球可以看到她的像,以下有关像的判断及成像规律的应用,说法正确的是 ( ) A.实像凸面镜 B.虚像放大镜 C.实像照相机 D.实像投影仪,【解题探究】解答本题时思考以下几个问题: (1)水球相当于什么类型的透镜? (2)图中的像的性质是什么?有什么应用? 提示:(1)凸透镜 (2)成倒立、缩小的实像;照相机(或摄像机),【解析】选C。本题考查凸透镜成像的应用。根据图示可知,像为倒立、缩小的实像
9、,那么水球相当于凸透镜,照相机(或摄像机等)就是利用这一成像原理。故选C。,【备选例题】(2013襄阳中考)王军在房间里用焦距为15cm的凸透镜将明亮的窗户成像在一张作业本的空白纸上。根据王军的实验情况,可推测窗户距凸透镜的距离范围为 ,所成的像是 (填成像的性质)。,【解析】本题考查凸透镜成像规律及应用。窗户经过凸透镜成像在白纸上,且白纸较小,说明成缩小的实像,且一定是倒立的。则物距大于2倍焦距,故窗户距凸透镜的距离大于30cm。 答案:大于30cm 倒立、缩小的实像,主题三 近视眼和远视眼的成因及矫正,【知识拓展】眼睛中的透镜 角膜 光通过透明的称为角膜的前表面进入眼睛。角膜能防止灰尘进入
10、眼睛,它也起着透镜的作用,保证来自不同方向的光线都能进入眼睛。 虹膜 虹膜可以改变进入眼睛的光线数量,是一块可伸缩的肌肉环。虹膜使眼睛带上了颜色。多数人的虹膜是褐色的,也有人的虹膜是蓝色或绿色的。,瞳孔 瞳孔是眼睛中的黑色部分。事实上它是角膜覆盖下的一个洞。瞳孔呈黑色是因为它直通眼睛黑暗的内部。虹膜通过肌肉环的伸缩来控制瞳孔的大小。在光线昏暗时,瞳孔变大,更多的光进入眼睛;在光线耀眼时,瞳孔变小,减少了进入眼睛的光线数量。,【示范题3】(1)(2014威海中考)如图所示的四幅图,有的能够说明近视眼或远视眼的成像原理,有的给出了近视眼或远视眼的矫正方法,能够说明远视眼的成像原理的是 图;表示矫正
11、近视眼的是 图。,【解题探究】解答本题思考以下问题: 远视眼的成像有什么特点? 近视眼成像有什么特点?如何矫正? 提示:成像在视网膜后边。 成像在视网膜的前边,用凹透镜矫正。,【解析】远视眼的晶状体折光能力太弱,或眼球前后径短,因此来自近处的光没等会聚就到达视网膜了,如图甲所示;矫正近视眼需用凹透镜,如图丁所示。 答案:甲 丁,(2)(2013黔西南州中考)眼睛是心灵的窗口,我们获得的信息大部分来自眼睛,我们要爱护眼睛。如图所示中能表示近视眼成因的是 (选填“甲”或“乙”)图,应该佩戴 (选填“凸透镜”或“凹透镜”)来矫正。,【解题探究】解答本题思考以下问题: 近视眼和远视眼成像分别有什么特点
12、?如何矫正近视眼和远视眼? 提示:近视眼成像在视网膜前,用凹透镜矫正;远视眼成像在视网膜后,用凸透镜矫正。,【解析】本题考查近视眼成因和矫正。近视眼是由于眼球前后径太长或晶状体太厚,使远处的物体成像在视网膜的前方造成的,应该佩戴凹透镜制成的近视镜。 答案:乙 凹透镜,【备选要点】光学“暗箱”问题 已知光线的部分传播径迹,要求确定光学元件。解决此类问题的一般步骤: 1.先明确各光学元件对光线的作用: (1)平面镜镜面反射(平行射入,平行射出)。 (2)凹面镜(凹镜)(或凸透镜)反射(或折射)后起会聚作用。 (3)凸面镜(凸镜)(或凹透镜)反射(或折射)后起发散作用。,2.判定光学元件是使光线发生
13、反射还是折射,以确定用面镜还是用透镜。 3.分析光学元件的作用,它是使光线会聚还是发散,从而确定面镜或透镜的种类(是凸面镜还是凹面镜或是凸透镜还是凹透镜)。 4.把题目所给的入射光线和出射光线连接起来,使光路保持连续。 5.在光路发生改变的位置上填入选定的光学元件。,【示范题】(2013自贡中考)要使光线发生如图所示的偏折,在方框内适当地画出合适的光学元件(保留作图痕迹),一种利用光的反射,一种利用光的折射。,【解题指南】解答本题抓住以下关键点: (1)明确光的反射和折射分别对应哪一种光学元件。 (2)是反射的按反射定律作图;是折射的按透镜的特殊光线作图。 【解析】本题达到改变光路目的有三种方
14、法:镜面反射、凸透镜折射、凹透镜折射。平面镜反射注意反射角等于入射角,凸透 镜注意光线要在主光轴上方才能向下偏折,凹透镜发散要在主光轴下方才能向下偏折。,答案:,主题 凸透镜成像的规律 【实验原理】_ 【实验关键】,光的折射,(1)调:为了保证烛焰的像成在光屏的_,必须使烛焰、凸透 镜、光屏三者的中心在_(或同一条水平线上)。 (2)测:明确凸透镜的焦距,使_不动,将蜡烛由远及近靠 近凸透镜,移动_,直到上面呈现清晰的像。,中央,同一水平高度,凸透镜,光屏,【要点探究】 (1)怎样才能在光屏上找到“清晰的像”? 提示:缓慢地多次前后移动光屏,并不断比较光屏上像的“清晰程度”,直到光屏上的像“最
15、清晰”为止。,(2)随着实验的进行,像在光屏上的位置越来越高,甚至超过了光屏的顶端,为什么?应如何解决? 提示:蜡烛燃烧的时间越长,蜡烛越短,烛焰的位置就越低,所以像的位置就越高。当发现像的位置超过了光屏的顶端时,有三种方法调整:将光屏向上移动;将蜡烛向上移动;将凸透镜和光屏同时向下移动。,(3)凸透镜成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大? 提示:凸透镜成放大的实像时,物距小于像距;成缩小的实像时,物距大于像距。,【中考警示】物与像的“可逆性”:成实像时(u=2f时除外),物像互换位置,成像的大小互换。,【示范案例】 (2014遂宁中考)洋洋同
16、学在探究“凸透镜成像规律及应用”的活动中,选用了焦距未知的凸透镜。 (1)将凸透镜安装在光具座上,用平行光作光源,移动光屏,在光屏上得到一个最小最亮的光斑,如图甲所示,则该凸透镜的焦距为 cm。,(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上,并调整蜡烛火焰、凸透镜及光屏三者的中心,使其大致在 上,为实验探究做好准备。 (3)如图乙所示,将点燃的蜡烛移到标尺10 cm处,再移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的像为止。生活中 就是利用这一成像原理来工作的。,(4)在图乙所示情况下,保持光屏和凸透镜的位置不变,将蜡烛向左移动一段距离后,为了在光屏上再次得到清晰的像,应在凸透镜左侧附近安装一个焦距适当的 。 A.凸透镜 B.凹透镜 (5)若保持凸透镜位置不变,将蜡烛移动到标尺35 cm处,会在光屏上得
