第五章 透镜及其应用
一、透镜
1、名词
薄透镜:透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴:通过两个球面球心的直线。
光心:(O)即薄透镜的中心。性质:通过光心的光线传播方向不改变。
焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。
焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
区别:凸透镜:中间厚,两边薄;凹透镜:中间薄,两边厚
2、应用:
凸透镜 对光线有会聚作用 老花镜
凹透镜 对光线有发散作用 近视镜
二、生活中的透镜
放大镜 u
投影仪 f
照相机 u>2f 倒立、缩小的实像 物体靠近相机,暗箱拉长,像变小
实像和虚像:照相机和投影仪所成的像,是光通过凸透镜射出后会聚在那里所成的,如果把感光胶片放在那里,真的能记录下所成的像。这种像叫做实像。物体和实像分别位于凸透镜的两侧。
凸透镜成实像情景:光屏能承接到所形成的像,物和实像在凸透镜两侧。
凸透镜成虚像情景:光屏不能承接所形成的像,物和虚像在凸透镜同侧。
三、凸透镜成像的规律
1、实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央。若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内:②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度:④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2、实验结论:(凸透镜成像规律)
F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见教材图表。
3、对规律的进一步认识:(请记住)
(1)u=f是成实像和虚象,正立像和倒立像,像物同侧和异侧的分界点。
(2)u=2f是像放大和缩小的分界点。
(3)当像距大于物距时成放大的实像(或虚像),当像距小于物距时成倒立缩小的实像。
(4)成实像时:物距减少,像距增大,像变大,反之像变小。
(5)成虚像时:物距减小,像距减小,像变小,反之变大。
(6)当物体从远处向焦点靠近时,像逐渐变大,远离凸透镜。①当u>2f,物体比像移动得快;②当f
四、眼睛和眼镜
1、成像原理:1、眼球相当于一架照相机。晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜。眼球后部的视网膜相当于胶片(光屏)。物体经晶状体成像于视网膜上,再通过视神经把信息传入大脑,从而产生视觉。眼晴的视网膜上成的是一个倒立、缩小的实像。
2、近视眼,像成在视网膜的前方。可以戴凹透镜来矫正。因为它具有发散光线的性质。使清晰的图像略向后移,准确地成在视网膜上。
近视原因:晶状体太厚,折光能力强,或眼球在前后方向上太长(用凹透镜矫正)
3、远视眼(又叫老花眼)像成在视网膜的后方。可以戴凸透镜来矫正。因为它具有会聚光线的性质。使清晰的像略向前移,准确地成在视网膜上。
远视原因:晶状体太薄,折光能力弱,或眼球在前后方向上太短(用凸透镜矫正)
五、显微镜和望远镜
1、显微镜由目镜和物镜组成,都是凸透镜。
2、物镜:作用相当于幻灯机的镜头,成放大的实像。目镜的作用相当于放大镜,成放太的虚像。显微镜把物体所成的像两次放大
3、望远镜有反射式望远镜和折射式望远镜两种。
其中折射式望远镜物镜的作用相当于照相机镜头,物镜使远处的物体成缩小的实像;目镜相当于放大镜,目镜成放大的虚像。它有拉近镜头,增大视角的作用。
4、成实像的光学元件有:照相机、投影仪、小孔成像;成虚像的光学元件有:平面镜、放大镜、凸凹面镜。
利用反射的有:平面镜、水下的倒影、所有面镜;利用折射的有:所有透镜、照相机、投影仪、放大镜、近视镜、老花镜。
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