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1、1 / 6高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式应掌握的概念和规律 （一）一棱镜1、横截面积为三角形的三棱镜通常简称为棱镜，棱镜可以改变光的传播方向，使光发生色散。2、光的色散：一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成彩色的光带红、橙、黄、绿、蓝、紫光二透镜1、两个侧面都是球面或者一面是球面，另一面是平面的透明体叫透镜。透镜可以分为凸透镜和凹透镜两种。2、凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜。3、凹透镜对光线有发射作用，也叫发射透镜。4、主轴和光心：透镜的两个球面都有自己的球心，过球心的直线叫透镜的主光轴。5、焦点和焦距：平行与主光轴的光
2、线，通过凸透镜后会聚于主轴的点，叫凸透镜的焦点。平行于主轴的光线通过凹透镜后发射，发射光线的反向延长线的交点，叫做凹透镜的焦点。从透镜的焦点到光心的距离叫焦距。三 、透镜成像作图法1、凸透镜的三条特殊光线： 1跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；2通过焦点的光线，折射后跟主轴平行； 3通过光心的光线经过透镜后方向不变。2、凹透镜的三条特殊光线： 1跟主轴平行的光线，折射后折射光线的发现延长线经过前焦点；2入射光线的延长线通过后焦点，折射后跟主轴平行；3通过光心的光线经过透镜后方向不变。3、作任意一条光线经透镜的折射光线常用到以下结论：平行于副光轴的光线经过透镜折射后过焦平面和副光轴的交点，如下图
3、。副光轴是指通过光心但与透镜并不垂直的直线；焦平面是指过焦点垂直于主光轴的平面。四透镜公式1、透镜公式：fvu111，对公式的理解要注意：要明确公式中各个物理量的物理意义和正、负号的规定：凸透镜焦距f 0，凹透镜的焦距f 0；成实像时像距v0，成虚像时像距v2f 时，成缩小的实像，即小球上升到米以后开始成缩小的实像，小球上升的最大高度为h 。米米5102102222020gVhghV根据对称性，小球由5 米高处下落到米时，也成缩小实像，这一段时间为秒秒6.010)2. 35(22212tghtgth所以成缩小实像的时间共为秒。例 2：如图，物体AB 置于凸透镜的2f 以外，并垂直于主光轴，要想
4、看到AB 的完整实像，眼睛必须处在什么范围。分析：首先作出AB 的像 AB ，然后作出物体首尾两端点发出的光线经透镜折射后的边缘光线，其重叠的区域就是能看到物体完整的实像时眼睛所处的范围。作图方法 1、 1、 用特殊光线作图法作出AB 的像 AB 2、 2、 过 A 点作透镜的两条边缘光线经透镜折射后的折射光线MAa ，NAa,在 aAa范围内看到像点A 3、 3、 过 B 点作透镜的两边缘光线经透镜折射后的折射光线MBb,NBb, 在 bBb范围内可看到像点B 所以，要看到AB 完整的实像，眼睛应在重叠的区域即图中斜线范围。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
5、- - - - - -第 2 页，共 6 页3 / 6高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式*例 3：物与屏间相距L，将一个焦距为f 的凸透镜放在它们之间，要在屏上形成物体清晰的像，透镜应距物多远？解：如下图4-1-34，设物距为u 则像距v=L-u 。根据透镜公式得fuLu111整理后得02LfLuu解此二次方程得242LfLLu解得的两个解均符合题意。1此题两个解的意义如下图4-1-35。物距为u1时屏上得一放大的实像，物距为u2时屏上得一缩小的实像。由透镜公式fvu111知 u、v 在公式中的地位是对称的，所以如果u1、v1 满足公式要求，则12vu、12uv也一定能满足公式要求
6、。即像的位置换成物，则物的位置就成为像，这叫物像共轭关系。根据光路可逆性，这是容易理解的。2此题要有解必须.4,042fLLfL即当fL4时有两个解如上述结果。当fL4时只有一个解，即2Lu当fL4时无解，无论我们如何移动透镜，都不能在屏上形成清晰的像。由此我们也可以看到凸透镜成实像时，物像之间的距离fvu4)(最小是f4，此时fvu2。3当物和屏固定，移动透镜使屏上两次成清晰的像时，凸透镜移动的距离12uud，即LdLfLjLLfLLLfLLd44242422222测出 L 和 d 就可求得焦距f。这是用实验测实凸透镜焦距的一种较精确的方法。精选学习资料 - - - - - - - - -
7、名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页4 / 6高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式练习 1、 1、 一物体沿凸透镜主光轴运动，其运动方向和像的运动方向的关系是：( ) A、一定相同B、成实像时相同，成虚像时相反C、一定相反C、成实像时相反，成虚像时相同2、凸透镜焦距10 厘米，离透镜20 厘米的主光轴上有一点光源，在透镜另一侧 30 厘米处垂直于主光轴上的屏上得到一个亮圆。当屏移近透镜时，亮圆的面积：A、越来越小B、越来越大C、先变大后变小D、先变小后变大*3、一物点放在焦距为f 的凸透镜主光轴上距透镜处，成像在另一侧S 处。假设透镜以速率V 垂直主光轴向上
8、运动时，则像点：A、以速率V 垂直主光轴向上运动B、以速率2V 垂直主光轴向下运动C、以速率3V 垂直主光轴向下运动D、以速率3V 垂直主光轴向上运动4、 4、 在凸透镜的主轴上，距光2f 处放一个点光源S，在另一侧得到一个像点 S，假设透镜绕其光心O 转过一个不太大的角度，如图，则像点S的位置将A、在原来主轴上，但靠近光心B、在原来主轴上，但远离光心C、在原来主轴上，且位置不变D、偏离原来的主轴5、用共轭法测凸透镜焦距的方法如下：物与光屏间的距离为L，在其间放一个凸透镜，透镜在两个不同的位置时，都可以在光屏上成得物体的像。透镜这两个位置之间的距离为d 。设透镜的焦距为f 。（1） 1f 与
9、L、d 的关系应为：A、LdLf222；B、LdLf422C、fL4D、fL4*2假设两次成像的放大率分别为m1和 m2，则有A、Lfmm21；B、121mm；C、1/21mm；D、fLmm/21. *3假设两次成像的像长分别为1a和2a，则物长a等于A、21aa；B、221aa；C、2121aaaa；D、212221aaaa. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页5 / 6高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式6、将凸透镜沿主光轴截成两块，并上、下移动一段距离，再把断开部分用遮光物封住，如下图。物体ACB 经
10、这样的透镜成像是A、成一个不完整的像；B、成一个完整的像；C、成两个不完整的像；D、成两个完整的像。7、如下图，在凸透镜的左侧有一点光源S，请用作图法确定人眼能看到的像的范围。8、物体 AB 放在凸透镜的焦点和光心之间，且垂直透镜主光轴，透镜大小，焦点位置和AB 的长度及位置如下图。请用作图法确定眼睛能看到AB 完整像的范围。9、如下图， MN 为凹透镜的两个端点，AB 为直立于主轴上的物体，F 为凹透镜的焦点。试用作图法确定能够看到物体的完整像的范围10、物体经凸透镜成放大率为1/3 的实像。假设物体沿凸透镜的主光轴移动10cm，则所成的像长为物长的1/2，求像移动的距离。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页6 / 6高中物理棱镜、 透镜、透镜成像作图法、透镜公式答案：1、D 2、D 3、D 4、B 5、C、B、A 6、D 7、8、 9图略10 解：fvu11131uv假设移动10cm fvu11101121101uv此处关键，因为题中未指明后来的像是实像还是虚像假设后来成实像35Vcm 假设后来成虚像u=8cm，不符题意 ,弃掉。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页
