《透镜及其应用》PPT课件.ppt

透镜及其应用 1 知识结构 重点难点提示 2 知识要点 1 中间厚两边薄的透镜是凸透镜 2 中间薄两边厚的透镜是凹透镜 3 主光轴 通过透镜两个折射球面的球心 或者通过一个球面的球心并与另一球面相垂直 的直线 叫透镜的主光轴 或主轴 如图3 1所示 4 光心 光线通过主光轴上某一特殊点而不改变方向 这个点叫透镜的光心 如图3 1所示 在透镜中心处 5 凸透镜对光有会聚作用 凹透镜对光有发散作用 6 平行于主光轴的光线 通过透镜折射后会聚于主光轴上的点叫焦点 7 焦点到光心的距离叫焦距 8 透镜的应用 照相机 投影仪 放大镜 9 实际光线会聚而形成的像是实像 光线的反向延长线会聚成的像是虚像 实像能够呈在光屏上 虚像不能成在光屏上 10 眼球的基本结构 11 近视眼及其矫正 远视眼及其矫正 12 透镜焦度 透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度 即 13 显微镜和望远镜的基本结构 透镜 透镜的种类 凸透镜 定义 中间厚 边缘簿的透镜 符号 凹透镜 定义 中间簿 边缘厚的透镜 符号 透镜对光线的作用 凸透镜对光有会聚作用 凹透镜对光有发散作用 透镜的光心 焦点 焦距及三条特殊光线 1 光心 透镜的中心叫光心 过光心的光线 方向不变 凸透镜对光线有会聚作用 o o 凹透镜对光有发散作用 2 凸透镜的焦点 焦距 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点 这个点叫做焦点 焦点到光心的距离叫做焦距 o o F 凹透镜的焦点 焦距 凹透镜能使平行于主光轴的光发散 发散光线的反向延长线交于一点 这个点叫做虚焦点 焦点到光心的距离叫做焦距 F f 一 判定凸透镜和凹透镜的方法 1 用手摸 中间厚边缘薄的是凸透镜 中间薄边缘厚的是凹透镜 2 对着太阳光 如果在地面出现一个亮点的则是凸透镜 没有的则是凹透镜3 用平行光检测 对光起会聚作用的是凸透镜 对光趣发散作用的是凹透镜 4 用光屏检测 能在光屏上呈现像的是凸透镜 不能在光屏上呈现像的是凹透镜 凸透镜对光的会聚作用是表明光通过凸透镜以后会变得收拢些 正确理解 会聚 和 发散 凹镜对光的发散作用是表明光通过凹透镜以后会更散开一些 但是散开不一定不能会聚 结论 光通过透镜后都向厚的一方偏折 凸透镜成像的规律 凸透镜成像的规律及应用 u 物距 v 像距 f 焦距 放大 像 物同侧 放大 缩小 应用举例 像的性质 像的位置 物体位置 像 物异侧 像 物异侧 正倒 大小 虚实 像 物异侧 倒立 倒立 倒立 等大 实像 实像 实像 正立 虚像 不成像 一倍焦点分虚实 二倍焦点分大小 物近像远像变大 物远像近像变小 实像 实像 物像异侧必倒立 虚像 物像同侧必正立 推论 3 透镜的三条特殊光线 1 通过光心的光线传播方向不改变 2 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点 3 经过凸透镜焦点的光线被折射后平行于主光轴射出 物体上某点发出的光线经透镜折射后都会聚于他的像点 四 三条特殊光线 图2 9凸透镜使光线会聚 图2 10凹透镜使光线发散 焦点 焦点 焦点 O光心 O光心 F F F F 完成下列光路图 F F F F o F 完成下列光路图 F 试试看 1 一束光通过透镜的光路如图所示 哪幅图是正确的 2 根据入射光线和折射光线 在图中的虚线框内画出适当类型的透镜 O F O F 思考 根据入射光线画出折射光线 解决方法 填上合适的光学仪器 幻灯机的原理f u 2f时成倒立放大的实像 幻灯机的使用灯片离凸透镜距离在f u 2f的地方灯片倒插若想使投影出的像变大 应使灯片靠近凸透镜 同时使幻灯机远离光屏 即应用当物距变小时 像和像距都变大这一原理 幻灯机成像的光路示意图 照相机成像的光路示意图 显微镜和望远镜1 构造 2 原理 光学显微镜的放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积 目镜 物镜均为凸透镜 眼睛与眼镜 远视眼 近视眼 近视眼配带凹透镜 远视眼配带凸透镜 人的眼睛像神奇的照相机 相当于照相机的镜头 凸透镜 相当于照相机内的胶片 来自物体的光线经 成像于 上 再通过视觉神经把信息传到大脑 产生视觉 晶状体 视网膜 晶状体 视网膜 眼睛各部分的功能 瞳孔 在光亮的环境中 能 进入眼睛的光线的量 眼睛各部分的功能 减少 虹膜 改变 的大小 可以控制进入眼睛光线的量 瞳孔 睫状肌 通过睫状肌的收缩与舒张 改变晶状体的 从而改变整个折光系统的 曲度 焦距 1 原因 眼球的前后径过长或晶状体曲度过大 造成远处的物体成像在视网膜的前方 近视眼 2 矫正办法 佩戴相应的凹透镜来矫正 1 原因 眼球的前后径过短或晶状体曲度变小 造成远处的物体成像在视网膜的后方 远视眼 2 矫正办法 佩戴相应的凸透镜来矫正 河南中考 光现象直线传播 反射和折射 2005 11 把蜡烛放在凸透镜前30cm处 光屏上可接收到倒立等大的实像 若把蜡烛向远离凸透镜方向移动5cm 并移动光屏 在光屏上可以看到 A 倒立缩小的实像B 倒立放大的实像C 正立放大的虚像D 倒立等大的实像 A 2006 在探究凸透镜成像规律的实验中 当凸透镜 光屏和烛焰的位置如图3所示时 光屏上能成一清晰的像 则 A 所成的像是正立缩小的实像B 所成的像是倒立缩小的实像C 把凸透镜向左移动 调整光屏的位置 得到的像变小D 把凸透镜向右移动 调整光屏的位置 得到的像变小 D 2005 20 电视机的遥控器是利用红外线对电视机进行遥控的 一次 小明没有像平时那样 将遥控器对准电视机的红外线接收窗口 而是对着电视机旁光滑的墙壁 结果也达到了遥控的目的 请你在图8中画出这种遥控方式中红外线的传播途径 2006 19 利用潜望镜可以在水下观察到水面上的物体 请你在图7中的直角管中画上两个平面镜 构成 个简易潜望镜 并画出人眼能看到岸上景物时光传播的路径 2007 2 为庆祝中国中部贸易博览会在我省召开 在郑东新区举办了焰火晚会 如图1所示 一簇礼花在空中绽放 湖水中倒映出了 万点礼花 湖中的 礼花 是由于光的 现象而形成的 反射 2008 19 如图8所示 S是一个发光点 S 是它通过平面镜所成的像 SA是S发出的一条光线 请在图中画出平面镜的位置和SA经平面镜反射后的光线 2007 11 光的世界丰富多彩 光学器件在我们的生活 学习中有着广泛应用 下列说法中不符合实际的是 A 近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用B 照像时 被照者应站在距镜头二倍焦距以外C 借助放大镜看地图时 地图到放大镜的距离应大于一倍焦距D 阳光通过凸透镜可以点燃纸屑 是利用凸透镜对光线的会聚作用 C 2008 14 在 探究凸透镜的成像规律 时 把蜡烛放在凸透镜前30cm处 光屏上可接收到倒立缩小清晰的像 则该凸透镜的焦距可能为 A 10cmB 15cmC 20cmD 30cm A 2009 8 说起光速 人们总是感觉快得无法想象 其实科学家已经在实验室内将其降得很慢 请你设想一下 假如光速只有3m s 我们的世界会发生什么变化 写出一个场景 先闻其声后见其人 2009 9 下列关于光现象的说法中正确的是 A 日食和月食是由于光的反射引起的B 高楼大厦的玻璃幕墙造成的光污染是由于光的漫反射引起的C 很厚的玻璃板看起来变薄了是由于光的折射引起的D 红色的牡丹花看上去为红色是由于它吸收红光 反射其它色光引起的 C 2010 8 比较是一种重要的科学方法 请你将声音和光进行比较 写出它们的一种相同点和不同点 相同点 不同点 都能发生反射 都能传递能量 声传播需要介质光传播可以不要介质 2010 17 如图10所示 在O点放置一个平面镜 使与水平方向成600角的太阳光经O点反射后 水平射人窗口P中 请你在图中画出平面镜的位置 并标出反射角的度数 2011 18 如图12所示 学校楼梯拐角的墙上装有平面镜 既方便同学们整理仪容 晚上又能利用光的反射对楼道进行照明 请在图中准确画出灯S发出的光经平面镜反射后到达A点的光路图 2009 21 小周用图l2所示的装置 探究凸透镜成像规律 1 调节烛焰 凸透镜和光屏的高度 使它们的中心大致在同一高度 其目的是使像能成在 2 小周在图12所示位置得到一个清晰的像 老师要求她在凸透镜不动的情况下 在光屏上再成一个更小的实像 小周应当把蜡烛向移动 同时把光屏向移动 3 小周把自己的近视眼镜放在凸透镜与蜡烛之间 发现光屏上的像变得模糊不清 她应当向移动光屏 可再次得到清晰的像 光屏的中央 远离凸透镜的方向移动或向左 靠近凸透镜的方向移动或向左 远离凸透镜的方向移动或向右 2010 13 如图6所示 a b c d是距凸透镜不同距离的四个点 F为焦点 下列几种光学仪器的成像原理与物体在不同点时的成像情况相对应 下列说法正确的是 A 幻灯机是根据物体放在c点时的成像特点制成的B 照相机是根据物体放在d点时的成像特点制成的C 使用放大镜时的成像情况与物体放在a点时的成像情况相似D 人眼看物体时的成像情况与物体放在F点时的成像情况相似 A 2011 3 在我省高速公路上安装有太阳能视频监控系统 如图1所示 晴天 电池板将太阳能转化为电能 并向蓄电池充电 将电能转化为 能储存起来 监控摄像头的镜头相当于一个 透镜 选填 凹 或 凸 化学能 凸 2011 13 在探究 凸透镜成像规律 的实验中 当烛焰 透镜及光屏的相对位置如图7所示时 恰能在光屏上得到一个清晰的像 下列哪种光学器材的成像原理与其相同 A 放大镜B 近视镜C 投影仪D 照相机 C 2012 2 2一束太阳光经过三棱镜折射后 被分解成七种颜色的光 在光屏上形成一条七彩光带 如图所示 这个现象叫光的 如果将白色光屏换成红色光屏 我们将 选填 能 或 不能 看到七彩光带 色散 不能 2012 8 2 下列光现象中 可用光的折射规律解释的是 A 立竿见影B 潭清疑水浅C 池水映明月D 一叶障目 B 2012 8 2如图所示 在研究凸透镜成像规律的实验中 光屏上呈现了蜡焰倒立清晰的像 如果去掉光屏 眼睛在A处 选填 能 或 不能 看到这个像 原因是 能 光沿直线传播进入人眼 2012 16 2 如图8所示 一束光射到两个相互垂直的平面镜上 请画出经两个平面镜反射的光路图 7 2011江苏苏州 22题 在探究凸透镜成像规律时 调节凸透镜 光屏和烛焰 使它们的中心在同一直线上 并且大致在同一高度 当物距为20cm时 移动光屏 可在光屏上得到一个清晰的等大 倒立的实像 当物距为25cm时 移动光屏 可得到一个清晰的 倒立的实像 当物距为5cm时 成像 在放大镜和投影仪中 成像情况与此类似的是 答案 缩小正立放大虚放大镜 1 2011年安徽芜湖 13题 某物体放在凸透镜前20cm处时 在光屏上得到了物体倒立缩小的清晰实像 则该凸透镜的焦距可能是 A 20cmB 15cmC 10cmD 5cm D 2011年山东潍坊 12题 如图所示 在 研究凸透镜成像规律 的实验中 光屏上出现了清晰的烛焰像 已知凸透镜的焦距为f 由此可以判断像距v和物距u所在的范围是A v2fD f u 2f BC 12 2011四川泸州 A卷选择8题 放电影时 电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是 A 倒立 放大的虚像B 正立 放大的实像C 正立 放大的虚像D 倒立 放大的实像 D 6 2011年山东菏泽 6题 图4所示的四幅图中 能正确表示近视眼成像情况的图是C 能正确表示近视眼矫正方法的是A 3 考点 1 透镜的基本性质 2 凸透镜的成像规律 3 凸透成像规律的应用 眼睛和眼镜 显微镜和望远镜 难题巧解点拨 例1 图3 2中正确表示了光通过透镜的是 A 甲图B 乙图C 丙图D 丁图 思路分析 根据凸透镜对光有会聚作用 凹透镜对光有发散作用 对比观察入射前和出射后光的变化情况 光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了 光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了 光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了 光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了 透镜对光的 明确会聚和发散的区别 会聚 作用和 发散 作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言 会聚作用 应该理解为出射光比入射光会聚了一些 发散作用 应该理解为出射光比入射光发散了一些 图3 3所示 答 A 例2 下列说法正确的是 A 凡是透镜一定有两个焦点 B 凹透镜没有焦点 C 任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转 D 以上说法都不正确 思路分析 一般的透镜若有两个球面 就意味着有两个焦点 但少数透镜只有一个球面 这就意味着这种透镜只有一个焦点 对于凸透镜应有两个实焦点 或一个实焦点 对于凹透镜应有两个虚焦点 或一个虚焦点 而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜 且通过光心 则不会发生折射现象 而是沿直线传播 因此选D正确 注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质 例3 怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢 答 由于太阳离地球很远 所以射到地球表面的太阳光小范围内可以近似看成是平行光 根据焦点的定义 平行光通过凸透镜后会聚到焦点上 具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏 让透镜对准太阳光 前后移动透镜会在屏上看到一个光斑 测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离 这个距离大约等于凸透镜的焦距 此方法只能粗测焦距 例4 根据图3 4 a 中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件 思路分析 注意这五种镜子的区别 我们知道的光学元件一般有平面镜 凸透镜 凹透镜 凸面镜 凹面镜五种 其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向 凸透镜和凹面镜对光有会聚作用 凹透镜和凸面镜对光有发散作用 将各图中的出射光与入射光进行比较 甲图中 入射光是会聚光 出射光变为平行光而不是反射光 乙图中平行光入射 出射光是发散光 而不是反射光 注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了 只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒 丙图中 出射光与入射光都是平行光 只是光的传播方向发生了变化 答 如图3 4 b 例5 完成图3 5中的光路图 思路分析 图中所给的四个透镜 a b 是凸透镜 c d 为凹透镜 并且 a c 给出入射光线 要求画出折射光线 而 b d 则给出折射光线 要求画出入射光线 根据光心 焦点的定义方法就能画出这些特殊光线 例9 一个 上 字形的霓虹灯 通过凸透镜成像在光屏上 图3 8中四个像正确的是 思路分析 一般来说 凸透镜所成的实像总是倒立的 并且是上下颠倒 在实际问题中 由于凸透镜是一个圆形的 光除了能被透镜上 下偏折 同样也能使光在左 右偏折 即光通过凸透镜后总是向中心 玻璃厚的部分偏折 因此凸透镜所成的像不仅上 下颠倒 左 右也要颠倒 所以只有D图符合要求 从一个平面分析成像情况 答 D 例12 物体距凸透镜20cm时 可在光屏上得到一个缩小的实像 若把物体向透镜方向移8cm 又可在光屏上得到一个放大的实像 则透镜的焦距是 A 20cmB 10cmC 9cmD 5cm 思路分析可用u表示物距 v表示像距 f表示焦距 根据题意 当u 20cm时 物体通过凸透镜在光屏上成倒立 缩小的实像 即物距必须满足u 2f 也就是f 10cm 错解A 当焦距为10cm时 物体在20cm处成等大实像 不符合题意 而当焦距为5cm 根据题意 物体又向透镜移动8cm 不可能成放大实像 因此只有焦距为9cm时 才刚好同时满足题意中的两个条件 因此选C正确 答 C 注意 物体移动时的分析方法 例16 有一张照片 发现其景物模糊不清 而且整个画面偏黑 其形成的原因是在拍照时 没有调节好 A 调焦环B 快门C 光圈D 以上说法都正确 思路分析 根据上述照相机的工作情况知道 用照相机拍照时 景物若模糊不清 说明像距没有调好 因此应该使用调焦环 同时整个画面偏黑 说明曝光过度 应调整快门时间和光圈的大小 因此本题应选D正确 例17 下面说法正确的是 A 近视眼应用凸透镜矫正 B 近视眼应用凹透镜矫正 C 远视眼产生的原因是晶状体太厚 D 远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样 是玻璃体变混浊 思路分析 人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜 它把来自物体的光会聚在视网膜上 形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了 近视眼产生的原因是晶状体太厚 折光能力太强 使光会聚在视网膜前 所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正 因此B正确 答 B 会根据人眼结构进行物理现象的分析 例18 关于人眼所 见 下列说法正确的是 A 透过窗户玻璃看到的像都是实像 B 通过近视眼镜看到的可能是虚像 C 通过近视眼镜看到的一定是虚像 D 人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像 思路分析 根据光的折射规律 窗户玻璃对光线有折射作用 能使其形成的虚像平移 近视眼镜是用凹透镜制成的 它是发散透镜 通过图3 9可以说明总是成正立 缩小的虚像 而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜 它能使折射光线落在视网膜上形成实像 1 下列现象中不是由于光的折射引起的是 A 在河边看水中的鱼比它的实际位置浅些 B 用放大镜看物体得到放大的像 C 照相机的底片上得到缩小的像 D 小孔成像 D 2 图中画出了光通过透镜前后的传播方向 在图中补画上适当类型的透镜 4 小明在家做了这样一个实验 把一枚硬币放在一个没有水的碗里 把碗放在桌子上并慢慢向远处移动 直到眼睛刚好看不到为止 保持头部不动 缓缓地向碗中倒水 倒着 倒着 怪事出现了 小明又重新看到了碗底的硬币 1 小明认为这个实验说明了 光从水中斜射入空气中时光线向 填 靠近 或 远离 法线方向偏折 2 小明用作图方法说明这个结论 下面四幅光路图中 正确的是 远离 B 6 一塑料薄膜组成的棚顶下堆放着一堆干草 夏天的雨后 阳光穿过薄膜上的积水 照射到干草上 对于下列讨论 正确的说法是 A 薄膜上的积水相当于一个大的凸透镜 如果其焦点恰好能在干草处 干草有可能燃烧 B 透镜都是固体物质组成的 液体不能起凸透镜作用 C 起凸透镜作用的应是塑料薄膜 D 水和塑料薄膜共同起凹透镜作用 A 8 在研究凸透镜成像的实验中 当烛焰离凸透镜20cm时 移动光屏 使光屏上成一清晰的放大的像 此时屏到凸透镜的距离为30cm 由此测得该凸透镜的焦距范围为 再将烛焰移到距凸透镜30cm处 移动光屏使屏上成清晰的像 则像的性质为 10 f 15cm 倒立缩小实像 9 用照相机拍摄物理课本某页的全部内容 课本应放在离照相机镜头 的位置上 若要改拍该页中的某一插图 应拉近课本与镜头的距离 同时还应 选填 增大 保持 或 减小 镜头与胶片的距离 u 2f 增大 2 某同学做 凸透镜成像 实验时 把光屏移到离凸透镜16CM处 使在光屏上出现烛焰的倒立 放大 清晰的像 则该同学使用的凸透镜的焦距可能是 A 6CMB 8CM C12CMD 18CM A 3 在研究凸透镜成像的实验中 当烛焰离凸透镜20cm时 移动光屏 使光屏上成一清晰的放大的像 此时屏到凸透镜的距离为30cm 由此测得该凸透镜的焦距范围为 再将烛焰移到距凸透镜30cm处 移动光屏使屏上成清晰的像 则像的性质为 10 f 15cm 倒立缩小实像 4 医用体温计的刻度部分为三棱体 横截面如图 其正面呈圆弧形 这样就可看清体温计内极细的汞柱 以便于读数 这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 我们用它能看到汞柱被放大后正立的 像 6图 5图 凸透镜 放大镜 虚 5 物体从距凸透镜12cm处移到凸透镜20cm处 调整光屏的位置 总能在光屏上得到倒立 放大的像 由此可知凸透镜的焦距可能是 A 11cmB 12cmC 20cmD 以上都不对 分析 成倒立 放大的实像 f u 2fu 12cm即 f 12cm 2f得 6cm f 12cmu 20cm即 f 20cm 2f得 10cm f 20cm综合上述10cm f 12cm故选A A 1 关于实像与虚像 以下说法中 不正确的是 A 实像都是倒立的 而虚像都是正立的B 实像能呈现在光屏上 而虚像则不能C 实像是经凸透镜所成的 而虚像则不是D 实像是实际光线会聚而成的 而虚像则不是3 放映幻灯片时 要想使屏幕上出现 上 字 则幻灯片上的图片应是 4 照集体照相时 发现有些人没有进入镜头 为了使全体人员都进入镜头 应采取 A 人不动 照相机离人远一些 镜头往里缩一些B 人不动 照相机离人近一些 镜头往里缩一些C 人不动 照相机离人近一些 镜头往前伸一些D 照相机和镜头都不动 人站近一些 C C A 例3 放映幻灯片时 在屏幕上得到的是幻灯片上图像的 A 正立放大的虚像B 正立放大的实像C 倒立放大的虚像D 倒立放大的实像例4 李东从侧面透过球形玻璃鱼缸欣赏水中游动的金鱼 他所看到的 金鱼 是 A 放大了的金鱼实像B 放大了的金鱼虚像C 缩小了的金鱼实像D 缩小了的金鱼虚像 D B 例11 在 研究凸透镜成像 的实验中 点燃的蜡烛分别放在a b c d 四个不同的位置 如图所示 其中蜡烛放在 处所得到的实像最小 放在 处得到正立的虚像 在 处的成像规律是幻灯机的原理 2 a b c d o a d c 7 老奶奶用放大镜看报纸时 为了看到更大的清晰的像 应 A 报纸与眼睛不动 放大镜离报纸远一些B 报纸与眼睛不动 放大镜离报纸近一些C 报纸与放大镜不动 眼睛离报纸近一些D 报纸与放大镜不动 眼睛离报纸远一些 A 8 医用体温计的刻度部分为三棱体 横截面如图8所示 其正面呈圆弧形 这样就可看清体温计内极细的汞柱 以便于读数 这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 我们用它能看到汞柱被放大后正立的像 凸透镜 虚 9 3如图所示 小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本 透过玻璃杯看书上的鹦鹉图片 圆圈中的鹦鹉图片与书本中的鹦鹉图片的实际大小相等 则他所看到的虚像可能是 10 3在探究 凸透镜成像规律 的过程中 小明同学观察到了如图所示的实验现象 下列光学仪器的工作原理与该现象所反映的规律相同的是 A 放大镜B 照相机C 投影仪D 汽车的后视镜 11 如图所示 一条光线经过凸透镜和凹透镜 其中正确的是 ABCD 12 1 如图甲所示 一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后 在光屏上形成了一个最小 最亮的光斑 由图可知 凸透镜对光线具有作用 该凸透镜的焦