中考物理知识要点 第五章 透镜及其应用[新人教版]

1 第五章第五章 透镜及其应用透镜及其应用 第一节第一节 透镜透镜 1、透镜：两个表面中至少有一个是球面的一部分，物体射去的光通过时经折射能成像的镜 片叫透镜。 2、透镜的种类：、凸透镜凸透镜；、凹透镜凹透镜。 3、凸透镜：中间中间厚厚边缘边缘薄薄的透镜的透镜（从外形起名，可观察课本 P90图 5.11 甲） 。从对光线 有会聚作用，起名叫会聚透镜会聚透镜。虚线表示入射光线传播方向不变时的方向， 由甲图可知光线被会聚了。 （光线是被光线是被“会聚会聚”还是被还是被“发散发散”是相对于入射是相对于入射 光线的传播方向来说的，只要两条折射光线相对于原入射光线的方向来说往光线的传播方向来说的，只要两条折射光线相对于原入射光线的方向来说往 一起靠了就叫一起靠了就叫“会聚会聚” ；如果两条折射光线相对于原入射光线来说向外分开，；如果两条折射光线相对于原入射光线来说向外分开， 就叫就叫“发散发散” ） 4、凹透镜：中间中间薄薄边缘边缘厚厚的透镜的透镜（从外 形起名，可观察课本 P90图 5.11 乙） 。从对光线 的折射情况来起名叫发散透镜发散透镜。虚线表示入射光线传播方向不变时的方向，由 乙图可知光线被发散了。 5、由三棱镜的光路图可以发现，相对于入射光线，折射光线始终向玻璃厚的一方偏折（如 下图） ，即“哪边厚向哪边偏折哪边厚向哪边偏折” 。凸透镜和凹透镜从主光轴可以分成上下两部分，可 以看成由两块三棱镜对在一起组成，由“哪边厚向哪边偏折”可知，光的折射情况如 甲、乙两图所示。 6、主光轴：透镜表面是两个球面的一部分，通过两个球面球心的直线通过两个球面球心的直线叫做透镜的主光轴主光轴。 7、光心：主光轴上有个特殊点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做光心，用通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做光心，用 “O”“O”表示表示。 8、焦点：凸透镜能使凸透镜能使与主光轴平行的光线与主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦 点。透镜两侧各有一个焦点透镜两侧各有一个焦点，用“F F”表示。 9、焦距：焦点到凸透镜光心的距离焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用“ f f ”表示。透镜两侧的焦距透镜两侧的焦距 f f 相等相等。 10、凹透镜的焦点：跟主光轴平行的光线经过凹透镜后发散，这些发散光线的反向延长线 相交在主光轴上一点，这点叫做凹透镜的焦点，它不是实际光线相交而成的，是 人们为了研究它的成像规律而作的线，是虚无的，称之为“虚焦点” 。 11、凸透镜和凹透镜的异同点： 凸透镜凹 透镜 2 凸透镜的两个焦点都是实焦点实焦点，即由折射由折射 光线会聚而成光线会聚而成 凹透镜的两个焦点都是虚焦点虚焦点，是折射光线折射光线 的的“反向延长线反向延长线”会聚而成会聚而成 凸透镜使光线会聚会聚凹透镜使光线发散发散 不同点 凸透镜既能成实像也能成虚像能成实像也能成虚像凹透镜只能成虚像只能成虚像 相同点 、都有一条通过透镜两个球心的直线主光轴主光轴。 、主光轴上都有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心光心 O O， 可以认为薄透镜的光心就在它的中心。 、在透镜的两侧，主光轴上都有两个焦点焦点 F F ，这两个焦点到光心的距离（焦距）相等。 、透镜的两个表面都是球面的一部分。 12、现在我们使用的透镜的厚度都比它们表面所在的球的半径小得多，所以被称为“薄透 镜” ，这样的透镜成像效果好。 13、测量凸透镜的焦距有两个办法： （1） 、把凸透镜正对太阳（太阳射来的光可以认为是平行光） ，调整透镜到地面的距离， 使地面上的光斑最亮最小（这个点就是凸透镜的焦点） ，测出这个点到透镜光心的距 离即为焦距；（优点：比较方便，适合没有光具座时使用；缺点：不够准确） （2） 、把点燃的蜡烛和光屏分别放在凸透镜的两侧，挨得比较近，然后，现时向两侧拉蜡 烛和光屏，必须保证蜡烛和光屏到凸透镜的距离始终相等必须保证蜡烛和光屏到凸透镜的距离始终相等，当光屏上出现蜡烛清晰 的倒立、等大的像时，蜡烛或光屏到凸透镜光心距离的一半就等于透镜的焦距（因 为此时蜡烛和光屏都位于凸透镜的 2 倍焦距处） 。 （这一条可以在学了第三节以后再 看） 第二节第二节 生活中的透镜生活中的透镜 1、在本章中，我们描述透镜的成像特点时总是从“正倒正倒” 、 “大小大小”和“虚实虚实”三个方面来 进行，并且像的特点都是与成像的物体进行比较像的特点都是与成像的物体进行比较后得出的。 2、照相机的原理：照相机是根据“物体在凸透镜的物体在凸透镜的 2 2 倍焦距以外，成倒立、缩小的实像倍焦距以外，成倒立、缩小的实像” 的原理制成的。 3、投影仪的原理：投影仪是根据“物体在凸透镜的物体在凸透镜的 2 2 倍焦距以内，倍焦距以内，1 1 倍焦距以外时，成倒倍焦距以外时，成倒 立、放大的实像立、放大的实像”的原理制成的。为了使我们看到幕布上的像是正立像是正立的， 人们通常把投影片倒立投影片倒立着放。 4、放大镜的原理：放大镜是根据“物体在凸透镜的物体在凸透镜的 1 1 倍焦距以内时成正立、放大的虚像倍焦距以内时成正立、放大的虚像” 的原理制成的 。 5、实像：光线通过凸透镜后会聚，射到光屏上所成的像射到光屏上所成的像叫做实像。 6、虚像：光线经透镜折射后发散开来，这些光线射入眼睛后，眼睛感觉在这些折射光线的光线经透镜折射后发散开来，这些光线射入眼睛后，眼睛感觉在这些折射光线的 反向延长线处有物体的像，这是人的感觉反向延长线处有物体的像，这是人的感觉，不能在光屏上呈现出像来不能在光屏上呈现出像来，这样的像 叫虚像。 3 第三节第三节 凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律 1、 物距：物体到透镜中心的距离。物体到透镜中心的距离。 2、 像距：像到透镜中心像到透镜中心的距离的距离。 （通常只研究实像的像距，虚像的并不考虑） 3、 探究凸透镜成像的规律： 一、 设计实验：把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察记录物距、像距、 像的正倒、大小、虚实情况，分析记录的信息，找出凸透镜成像的规律。在分析物距、 像距时可以以 2 倍焦距、1 倍焦距为参照点。 二、 进行实验与收集证据 （1） 、观察透镜的焦距并记录，观察光具座上刻度尺的量程、分度值； （2） 、依次将蜡烛、凸透镜、光屏安到光具座的滑块上，点燃蜡烛，根据烛焰调整凸透镜 和光屏的高度，使凸透镜的中心、光屏的中心与烛焰的中心在同一高度上（调整时可将三 者靠近些，这样比较容易将三者中心调到同一高度；调的目的是：为了准确测量物距、像 距，同时为了保证像始终成在光屏的中心） ； （3） 、把凸透镜移动到 40 厘米或 50 厘米处，将蜡烛放到光具座左端某一物距大于 2 倍焦 距处，然后把光屏从靠近凸透镜处缓慢往远处移动，移到一定的位置后，光屏上逐渐出现 烛焰的像，并且从模糊到清晰，这时不要停，继续缓慢移动，直到像又开始变模糊，停住， 把光屏住回调至像最清晰处，记录物距 u 和像距 v，并且观察所成像的特点（即：正倒、 大小、虚实情况，将这些信息填写到表格中相应的位置） ； （4） 、把烛焰移到到 2 倍焦距处，重复（3）中的操作并记录相关数据； （5） 、把烛焰移到 2 倍焦距和 1 倍焦距之间，重复（3）中的操作并记录相关数据；（做 2 次，一次比一次物距小一点） （6） 、把烛焰移动到 1 倍焦距处，移动光屏看能否在光屏上看到像？ （7） 、把烛焰移动到 1 倍焦距以内，继续向远处移动光屏，看能否在光屏上出现烛焰的像， 如果没有，再往回调，一直调到靠近凸透镜的位置，如果还没有烛焰的像就取下光屏，从 光屏一侧用眼透过凸透镜看烛焰，如果能看到像，观察并记录物距和像的特点，并要特别 留意像是在烛焰的同侧还是异侧，正立还是倒立。 （8） 、熄灭蜡烛，整理器材； 物距物距(u)(u)像距像距(v)(v)倒立、正立倒立、正立放大、缩小放大、缩小实像、虚像实像、虚像应应 用用 uv=f 平行光会聚于焦点实焦点测焦距 u2ffufv2f 倒 立放 大实 像幻灯机 u=fv 焦点发出的光线平行射出实际光线平行光源 4 u2fu2f，可以看作是物体从 2f 处向外移过去的，即物距变大物距变大，则会有像和像距的像和像距的 变小变小，像从 2 倍焦距处移向凸透镜，f2f，像大大于物体。 凸透镜成像规律的口诀凸透镜成像规律的口诀：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大，实像必倒一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；物近像远像变大，实像必倒 立且异侧，虚像必正立且同侧立且异侧，虚像必正立且同侧。 3、凹透镜的成像规律：无论物距怎样变化，凹透镜总是成总是成正立正立、缩小缩小的的虚像虚像。 （了解即可） 凸透镜成像规律口诀：凸透镜成像规律口诀：1 1 倍焦距分虚实（倍焦距分虚实（1 1 倍焦距不成像，内虚外实）倍焦距不成像，内虚外实） ；2 2 倍焦距分大小（倍焦距分大小（2 2 倍焦距等大像，内大外小）倍焦距等大像，内大外小） ；ufuf 时，物近像远像变大；时，物近像远像变大；u2fu2f 时，时，f2f2f 第四节第四节 眼睛和眼镜眼睛和眼镜 1、晶状体晶状体和角膜角膜共同作用相当于一个凸透镜凸透镜；视网膜视网膜相当于光屏光屏 2、眼睛成像和凸透镜成像的异同： 眼睛凸透镜 相同点眼睛是利用“物体在凸透镜的物体在凸透镜的 2 2 倍焦距以外时成倒立、缩小的实像倍焦距以外时成倒立、缩小的实像”来工作的 5 不同点 物距变化时，像距（晶状体和视网膜 之间的距离）是一定的，通过睫状体 收缩或放松来使晶状体变厚或变薄， 从而使它的焦距变小或变大，使清晰 的像始终成在视网膜上 物距变化时，凸透镜的焦距是不变的， 通过移动光屏的位置，改变像距来保 证清晰的像始终成在光屏上 3、近视眼的成因及校正方法：（知识准备：直径相同的凸透镜，凸度越大，它的焦距越小。 在物距相同时，焦距小的凸透镜像距也小。可以自己作图看看）近视眼是因为眼中晶 状体凸度太大，焦距太小，会聚光的能力太强，使物体所成的像在视网膜的前边。为 了能看清楚，在光射入眼睛之前，先用有适当发散作用的凹透镜将光发散一下再进入 眼睛，这样一校正，物体的像就能恰好呈在视网膜上了。所以，近视眼应配戴凹透镜近视眼应配戴凹透镜。 4、远视眼的成因及校正方法：与近视眼的情况相反，远视眼是因为眼中晶状体凸度太小， 焦距太大，会聚光的能力太弱，使物体在眼中所成的像呈在了视网膜的后边，为了能 看清楚，在光射入眼睛之前，先用有适当会聚作用的凸透镜将光会聚一下再进入眼睛， 这样一校正，物体的像就能恰好呈在视网膜上了。所以，远视眼应配戴凸透镜远视眼应配戴凸透镜。 5、近视眼和远视眼及校正方法的区别：3、4 中可参看表中的图 近视眼远视眼 晶状体会聚光的能力太强太弱 成像位置 视网膜前 视网膜后 校正方法配戴凹透镜（先发散一下）配戴凸透镜（帮助会聚） 第五节第五节 显微镜和望远镜显微镜和望远镜 1、显微镜的原理：物体放在离物镜很近的载物台上，位于物镜的 1 倍焦距和 2 倍焦距之间， 通过物镜成一个倒立、放大的实像，这个像位于目镜的焦点以内，因此此像作为目镜的 “物” ，通过目镜成一个正立、放大的像。相对于物来说，观察者看到的是一个倒立、 放大的虚像。由于像是颠倒的，当你感觉像太靠上时，实际上是太靠下了，应该向上推 6 物体。 2、望远镜的原理：物体放在远大于物镜 2 倍焦距的远处，通过物镜成一个倒立、缩小的实 像，在目镜的焦点以内，这个实像作为目镜的“物” ，通过目镜成一个正立、放大的虚 像。与原物体相比较，观察者最终看到的像是一个倒立、缩小的虚像，但由于看到的 虚像距离眼睛比较近，相对于物体来说所成的“视角”比较大，所以人感觉是一个 “放大”的像。 3、平面镜成像和凸透镜成像的特点的区别：二者相比较便于记忆两者内容 区 别 平面镜 无论离平面镜多远，始终成正立正立、等大等大的虚虚像，