第五章 透镜及其应用 知识点 第一节 透镜 1、透镜分类： 2、透镜对光的作用：光经过透镜后总是 向 较厚的一侧偏折 (类比三棱镜折射图) （1）凸透镜对光有 会聚 作用，不是指光线 经过凸透镜后一定会聚到一点 ，而是折射光线会偏向主光轴； （2）凹透镜对光有发散作用，是指光线经过凹透镜后，折射光线比原来入射光线更偏离主光轴。 日常生活中，盛水的透明瓶子，注满水的灯泡，以及叶片或玻璃板上水珠都可以等效为凸透镜，它们对 光有会聚作用。 3、焦点和焦距: （1）凸透镜能使跟主轴平行的光线折射后会聚于主轴上的某一点，这个点叫做焦点，用字母“F”表示； 因为是实际光线会聚而成所以也叫实焦点，一个凸透镜有两个实焦点。 （2）凹透镜能使平行于主轴的光线折射后的折射光线的反向延长线交于主轴上的点，没有实际光线交 于这点，故为虚焦点。一个凹透镜有两个虚焦点。 任何一个透镜都有两个焦点，关于光心对称。 （3）利用太阳光测焦距的方法（平行光聚焦法）：取一个凸透镜正对着太阳光，再把纸片放在另一侧， 来回移动纸片可以得到一个最小最亮的光斑，这个点就是凸透镜的焦点。用刻度尺量出光斑到透镜光心 的距离就是该凸透镜的焦距。 （4）凸透镜焦距长短反映了对光线的会聚能力强弱，焦距越短，会聚能力越强；凹透镜焦距越短，发 散能力越强。相同口径的凸透镜，表面越凸，焦距越短，会聚作用越强。 说明了凸 透镜表面的凸起程度决 定了它的 焦距的长短；表面越凸， 使光线偏折的越多，会聚作用越强，焦距越短． 4、三条特殊光路图： 第二节生活中的透镜 1、照相机 主 要构造 （1）镜头：相当于一个凸透镜。 （2）胶片：相当于光屏。 （3）调节控制系统： ①取景窗：观察所拍景物； ②光圈环：控制进入镜头的光的多少；③调焦环：调 节镜头到胶片间的距离，即像距；④快门：控制曝光时间。 成像特点：①倒立缩小的实像；②物距大于像距；③物像位于镜头两侧。 适用规律：物近像远像变大 2、投影仪 ① 光源：增加投影片亮度，使投影更清晰 ② 凹面镜：利用其会聚作用反射聚光后射向螺纹镜 ③ 螺纹透镜：利用其对光的会聚作用将影片各部分均匀照亮； ④ 平面镜：改变光的传播方向 ，使像成在屏幕上 成像特点：①倒立放大的实像；②物距小于像距；③物像位于镜头两侧。 适用规律：物近像远像变大 3、放大镜成像特点：①正立放大的虚像；②物距小于像距；③物像位于镜 头同侧。 适用规律：物近像近像变小 第三节 凸透镜成像规律 1、探究凸透镜成像规律的实验：（1）首先应该知道所用透镜的焦距，可 用太阳光测焦距法，焦距最好在 10~20cm 之间； （2）应使蜡烛烛焰，透镜中心，光屏的中心大致 在同一高度直线上，这样做是使像完整的呈在光屏 中央，便于观察。 2 实验 像的性质 物距 u 和 像的位置 焦距 f 之间 倒立或 放大或 实像 像与物相对凸 像距 v 和焦距 的关系 正立 缩小 或虚 透镜的位置 f 之间的关系 像距 v 与 物距 u 之 应用 间关系 像 实像 实像 实像 u＞2f 倒立 缩小 物像异侧 f＜v＜2f u＞v 照相机 u=v u＝2f 倒立 等大 物像异侧 v＝2f 测焦距 f＜u＜2f 倒立 放大 物像异侧 v＞2f u＜v 投影仪 ---u＝f 不成像 探照灯　 ---u＜f 正立 放大 虚像 物像同侧 u＜v 放大镜 结论：（1）2F 是像大小的分界点，F 是像虚实的分界点； （2）成实像时，物越近像越远越大；反之，物越远像越近越小；成虚像时，物远像远像变大；反 之，物近像近像变小。总之，越靠近焦点，所成的像越大。 （3）成实像时，物像异侧；成虚像时，物像同侧； （4）在凸透镜成像实验中，实像都是倒立的；虚像都是正立的。 （5）成实像时，物像的位置可以互换，但像的大小要改变，像的其他性质不变； （6）固定物屏的位置和距离（大于 4 倍的焦距），移动透镜可以在两个位置成像：当透镜离蜡烛 较近时，成一个倒立放大的实像，当透镜离蜡烛较远时，成一个倒立缩小的实像。 （7）将透镜遮住一半，蜡烛仍会在光屏上成一个完整的像，只是像的亮度稍暗。 口诀：一焦分虚实，二焦分大小；实像倒立位异侧，虚像正立位同侧；（实）物近像远像变大； （虚）物近像近像变小 3、①某次实验时， 在光具座上正确摆放器材后，无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像 原因 可能 是 蜡烛在焦点上 或 蜡烛在焦距内 ，或 蜡烛、透镜、光屏三者的中心不在同一水平线上 或者 焦距太 长 。 ②实验一段时间后，蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍然能成在光屏的中间，应将光屏向 上 移动。③ 在探究凸透镜成像的实验 中，由于蜡烛火焰本身的高度不合适，在光屏上得到像靠近下方，要使像成在 光屏的中间， 应将蜡烛向 下 调节 。④若该实验所用的凸透镜没有边框，将蜡烛放在一倍焦距以内， 移动光屏找对象时，看到光屏上出现一个大致是环状的暗区，如图所示：这是因为照射到凸透镜以外的 光是沿直线传播，将光屏的外围照亮，照射在凸透镜上的光，因为凸透镜对光线有会聚作用，所以这 部分光在光屏中间会聚成一个小光斑，这样光屏上两个亮区之间就形成了一个环状暗区 。 4、测凸透镜焦距的方法： （1）平行光聚焦法：在地面铺一张白纸，让凸透镜 正对 太阳光， 来回移动 透镜，直到在纸上得到一 个 最小最亮的光斑为止，测量 光斑到透镜中心 的距离就是该凸透镜的焦距。 （2）将点燃的蜡烛放在远处，让凸透镜 正对 烛焰，来回移动透镜，直到在光屏上得到一个最小最亮的 光斑为止，测量 光斑到透镜中心 的距离就是该凸透镜的焦距。 （3）在凸透镜成像实验中，不断地移动 蜡烛和光屏，直到在光屏上成一个 等大的像时为止，测量蜡烛 到透镜中心的距离，在除以 2 就是凸透镜的焦距。 5、测凹透镜的焦距： 6、判断透镜种类的方法： （1）触摸法：用手摸透镜，中间厚边缘 薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。（一般不采用） （2）聚焦法：让透镜正对太阳光，在地面铺一张白纸，来回移动透镜，若在白纸上能成一个很小很亮的 光斑，则是凸透镜，否则是凹透镜。 （3）成虚像法：用透镜近看课本上的字，若能放大字则是凸透镜，若能缩小则是凹透镜。 （4）成实像法：用透镜看远处的树，若看到的是倒立的树，则该透镜是凸透镜；若看到的是正立的树， 则该透镜是凹透镜。 第四节 眼睛和眼镜 1.眼睛：（1）眼球由角膜、睫状体、晶状体、瞳孔、虹膜、玻璃体、视网膜等构成。晶状体和角膜的共 同作用相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。物体在视网膜上成的都是倒立缩小的实像 。 （2）当睫状体放松时，晶状体变薄，焦距变长，就可以看清远处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最远 点叫做眼睛的远点，正常眼睛的远点在无限远；当睫状体收缩时，晶状体变厚，焦距变短，就可以看清 近处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最近点叫做眼睛的近点，正常眼睛的近点在大约 10cm 处，远点 在无限远；明视距离（观察近处的物体最清晰而有不疲劳的距离）大约是 25cm. 　 近视眼 远视眼 症 状 只能看清近处物体，看 成 因 晶状体太厚折光能 不清远处物体 只能看清远处物体，看 力太强或眼球前后 晶状体太薄折光能 不清近处物体 力太弱或眼球前后 成像原因 矫正方法 视网膜前 凹透镜 视网膜后 凸透镜 2、眼镜的度数＝φ×100=100/f.(f 的单位为 m,φ 叫透镜焦度．) 方向上太短 注意；(1)凸透镜（远视镜片）的度数是正数；凹透镜（近视镜片）的度数是负数． (2)镜片的度数越大（深），透镜的表面越凸，焦距越短 第五节 显微镜和望远镜 　 物镜的作用 使被观察的物体成一个倒 显微镜 立的放大的实像 ，相当 于投影仪镜头 使远处的物体在焦点附近 望远镜 成倒立的缩小的实像 ， 相当于照相机镜头 目镜的作用 把物镜成的实像，再一次放大 成虚像 ，相当于放大镜 成像原理 被观察物体经过物镜后成一个倒立 放大的实像，这个像在目镜焦距之 内，经目镜成正立放大的虚像 从远处射到物镜的光近似平行光， 把物镜成的实像，放大成虚像 ， 经过物镜后在焦点外侧很近成一个 相当于放大镜 倒立缩小的实像，这个像在目镜焦 距之内，经目镜成正立放大的虚像 视角越大，在视网膜上成的像越大，视角与物体本身的大小有关也和物体到眼睛的距离有关。