§6-3生活中的透镜 §6-4眼睛和眼镜.doc

【本讲教育信息】一. 教学内容： 63生活中的透镜 64眼睛和眼镜教学过程一、生活中的透镜：（1）照相机原理：当物距u2f时，像距fv2f成倒立缩小的实像。 （2）幻灯机和投影仪原理：当物距2fuf，像距v2f成倒立放大的实像。 （3）放大镜原理：当物距 uf，像距v 0成正立放大虚像且像和物在同侧。 （4）显微镜 （5）望远镜:下图为伽利略望远镜原理光路图。此图为开普勒望远镜原理光路图,广义上的望远镜不仅仅包括工作在可见光波段的光学望远镜，还包括射电，红外，紫外，X射线，甚至射线望远镜。我们探讨的只限于光学望远镜。 1609年，伽利略制造出第一架望远镜，至今已有近四百年的历史，其间经历了重大的飞跃，根据物镜的种类可以分为三种：（1）折射望远镜 折射望远镜的物镜由透镜或透镜组组成。伽利略发明的望远镜在人类认识自然的历史中占有重要地位。它由一个凹透镜（目镜）和一个凸透镜（物镜）构成。其优点是结构简单，能直接成正像。但自从开普勒望远镜发明后此种结构已不被专业级的望远镜采用，而多被玩具级的望远镜采用，所以又被称做观剧镜。开普勒望远镜：原理由两个凸透镜构成。由于两者之间有一个实像，可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以目前军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统。 （2）反射望远镜该类镜最早由牛顿发明，其物镜是凹面反射镜，没有色差，而且将凹面制成旋转抛物面即可消除球差。凹面上镀有反光膜，通常是铝。反射望远镜镜筒较短，而且易于制造更大的口径，所以现代大型天文望远镜几乎无一例外都是反射结构。反射望远镜的结构里，除了主物镜外，还装有一或几个小的反射镜，用来改变光线方向，便于安装目镜。（3）折反射望远镜。折反射望远镜的物镜是由折射镜和反射镜组合而成。主镜是球面反射镜，副镜是一个透镜，用来矫正主镜的像差。此类望远镜视场大，光力强，适合观测流星，彗星，以及巡天寻找新天体。 二、眼睛和眼镜：人的眼睛近似球形，位于眼眶内。正常成年人其前后径平均为24mm，垂直径平均23mm。最前端突出于眶外1214mm，受眼睑保护。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、神经、血管等组织。 正常眼（一）1. 什么是近视眼近视眼是指眼球在调节放松状态下，平行光线（一般认为来自5m以外）经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前，产生远距视物模糊。2. 成因：轴性近视：是指眼轴较长而眼的屈光力正常，这是最常见的一种近视。常见的轴性近视与发育和遗传有关，不良的卫生习惯加速发展，如阅读时灯光照明不合理，坐姿不端正，距书本及工作目标太近，以及过度用眼等。 屈光性近视：是指眼轴正常但眼的屈光力增强。（在无调节状态下平行光线经眼屈光系统屈折后，不能准确聚焦于视网膜上，就称为屈光不正。 聚焦在视网膜之前为近视，在视网膜之后为远视。）3. 矫正方案： （二）1. 什么是远视眼在完全静止的调节状态下，由远距离（指5米以上）目标投射的光线，集合在视网膜之后。这种反常的屈光状态称为远视眼。2. 远视眼形成的原因主要是：（1）眼轴过短如小眼球。（2）眼轴正常而屈光系统的屈光力过弱，如角膜的弧度过平以及屈光指数偏低等。 3. 矫正方案：（注：老花眼和远视眼是一回事吗？老花眼是因年老后水晶体（晶状体）硬化或部分硬化，对光感调节不足，致使进来的光线的焦点不能准确聚集在视网膜上，而落在视网膜后面，使近视或阅读不清楚。老花眼，是随人的年龄增长而衰老的生理现象，它并不属于屈光不正范畴之内。而远视眼，则是屈光不正的一种。）【典型例题】例1.一支蜡烛的烛焰与凸透镜的距离是20厘米，在另一侧光屏上得到与烛焰等大的像，移动蜡烛与凸透镜的距离为u则（ ）A. 当u22厘米时，凸透镜成缩小实像B. 当u11厘米时，凸透镜成放大虚像C. 当u15厘米时，凸透镜成放大实像D. 当u8厘米时，凸透镜成放大实像 分析与解答：由于光屏上得到与烛焰等大的像，可知u2f，即20厘米2f，所以f10厘米，当u22厘米时，满足u2f，能成倒立缩小的实像；当u11厘米和u15厘米时，满足fu2f，能成倒立放大实像；当u8厘米时，满足uf，能成正立放大虚像。所以正确答案为A、C。例2. 某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是（ ）A. 10 cmB. 8 cmC. 6 cmD. 4 cm分析与解答：在理解物距与焦距关系的基础上，就可以得到答案。解：u15cm时，是缩小实像u2f15 cm2ff7.5 cm又知u9cm时，是放大实像 f9 cm2ff4.5 cm综合两个不等式得：4.5cmf7.5 cm选C例3. 在做“研究凸透镜成像”的实验时，当把点燃的蜡烛放到距离凸透镜20cm远处时，小新看到了烛焰放大的像，他所用的凸透镜的焦距可能是（ ）A. 40cm B.30cm C. 15cm D. 10cm分析与解答：小新看到了烛焰放大的像，说明有两种情况：一种为倒立放大的实像，一种为正立放大的虚像。当物体在一倍焦距以内，在凸透镜的同侧成正立放大的虚像，所以答案B正确；当物体在一倍焦距和二倍焦距之间，在凸透镜的另一侧成倒立放大的实像，即fu2f也就是f20cm2f，解得焦距的范围是10cmf2f时，则在凸透镜的另一侧成倒立、缩小、实像，所以照相机所成的像是倒立的、缩小的实像。例5. 某人照完半身像，想再利用同一个照相机照一张全身像，这时他应该离相机远些还是近些？同时调节调焦环，使胶片远离镜头还是靠近镜头？分析与解答：从拍半身像改为拍全身像，实际上像缩小了，此时像距应该缩小，同时增大物距。解答：人应该远离相机，同时使胶片靠近镜头。例6. 小明同学在校门前给全班同学照集体像，发现两边的两个同学照不上，请帮助他解决这个问题。分析与解答：若使两个同学的像再进入底片内，全班同学的像就要缩小了。根据凸透镜成像时，物距增大，像距减小，像也减小的规律进行调节。只要小明向后退一些增大物距，同时缩短镜头与胶片的距离来减小像距，就可以把全班同学都照进去了。解答：请小明往后退一些，同时缩短镜头与胶片的距离，就能把全班同学都照上了例7. 放映幻灯时，要想使屏幕上出现放大的“上”字，幻灯片的插法应选用图中的 （ ）分析与解答：根据幻灯机成像的原理：当物距2fuf，才能成倒立放大的实像，要想使屏幕上出现放大的“上”字，则幻灯片应倒着插，即将A图中的“上”字倒过来就变成了B图中的字了。所以选择答案B。例8. 人的眼睛像一架照相机，_相当于照相机的镜头，_相当于照相机内的胶片。（晶状体，视网膜）产生近视眼的原因之一是晶状体太厚，来自远处某点的光会聚在视网膜_，到达视网膜上的是一个模糊的光斑。可以利用_镜能使光线_的特点来矫正。（前，凹透，发散）远视眼是由于来自近处某点的光还没有会聚到一点就到达_了。我们可以利用_镜能使光线_的特点来矫正。（视网膜，凸透，会聚）正常人眼的明视距离为_cm；要从平面镜中看到自己的脸部，平面镜到人脸的距离最好是_cm。 （25，12.5）【模拟试题】（答题时间：70分钟）一、选择题：1. 当光从空气斜射到水面时，则 （ ）A. 只发生折射，且折射角小于入射角B. 只发生折射，且折射角大于入射角C. 既有反射，又有折射，且折射角小于入射角D. 既有反射，又有折射，且折射角大于入射角2. 下述哪种情况下成的是虚像？（ ）A. 照相机中底片上形成的画面。B. 放幻灯时，屏幕上出现的画面。C. 做小孔成像实验时，塑料布屏上形成的画像。D. 从池塘中看到的游鱼3. 一条光线从三棱镜的一个侧面射入，从另一个侧面射出，如图所示的四个光路可能正确的是（ ）4. 在凸透镜成像中，放大实像和缩小实像的转换点在 （ ）A. 焦点处B. 一半焦距处C. 2倍焦距处D. 无法确定5. 与电影放映机成像原理相当的仪器是（ ）A. 照相机B. 放大镜C. 投影仪D. 潜望镜6. 在“研究凸透镜成像”的实验中，我们发现 （ ）A. 放大的像都是虚像B. 实像都是缩小的C. 倒立的像都是缩小的D. 缩小的像都是倒立的7. 放映幻灯时，幻灯片到镜头距离为10厘米，屏幕上得到正立、放大的像，若幻灯片距镜头为3厘米时，屏幕上将 （ ）A. 得到正立、缩小的像。B. 得到正立、放大的虚像。C. 得到一个小的光斑。D. 不能在屏幕上看到像。8. 如图是常见的视力缺陷成像情况，则下列说法正确的是（ ） A. 甲图表示的是近视眼，乙图表示是远视眼B. 甲图表示的是远视眼，乙图表示是近视眼C. 甲、乙两图都表示的是近视眼D. 甲、乙两图都表示的是远视眼9. 在离焦距是15厘米的凸透镜的正前方100厘米处,一物体以10厘米/秒的速度向凸透镜靠拢，运动8秒钟时物体所成的像是（ ）A. 倒立放大的实像B. 倒立缩小的实像C. 正立放大的虚像D. 等大倒立的实像10. （多选）光线从一种透明物质进入另一种透明物质时，下列说法中正确的是 A. 光线的传播方向一定会发生改变B. 光线的传播方向不一定发生改变C. 当光线从水中斜射进入空气时，折射角大于入射角D. 当光线从空气斜射进入玻璃时，折射角小于入射角二