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第五章
第1节 透镜
凸透镜和凹透镜
1、透镜是利用光的折射原理制成的光学元件，由透明物质制成。
2、透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。
3、透镜的光心与主光轴。
主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。
光心（O）：每个透镜上主光轴上都有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不改变，这个点叫做光心。
二、透镜对光的作用
1、凸透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫做会聚透镜。
2、凸透镜的焦点和焦距
焦点（F）：平行于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点。
焦距（f）：焦点到光心的距离。
小结：凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距相等。
小结：凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
小结：光路可逆。
小结（特殊光线）：焦点处发出的一束光透过凸透镜后可以形成平行光。
小结：凸透镜对所有光都起会聚作用，但会聚后的光线不一定相交。
3、凹透镜对光的作用
凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫做发散透镜。
4、凹透镜的焦点和焦距
平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。
小结：凹透镜有两个虚焦点。
小结：光路可逆。
小结（特殊光线）：延长线在焦点处的一束光透过凹透镜后可以形成平行光。
小结：凹透镜对所有光都起发散作用，但发散后的光线不一定都散开。
三、透镜的原理
通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜底部偏折。
四、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，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
3.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出。
对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出。
第2节 生活中的透镜
照相机
1、主要构造
（1）镜头：相当于凸透镜。
（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快门：控制曝光时间。
④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距。
2、照相机成像特点
物距（u）：物体到透镜光心的距离。
像距（v）：像到透镜光心的距离。
照相机成像特点：
①照相机成倒立、缩小的实像。
②像距小于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
3、照相机成像原理
原理：照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。
4、照相机的使用
若想使拍摄景物的像大一些，应使相机靠近物体，同时使镜头远离胶片。
二、投影仪
1、主要构造
投影仪的镜头相当于一个凸透镜，屏幕相当于光屏。
（1）镜头：凸透镜，起成像作用。
（2）投影片：投影片上有文字或图案，相当于用来成像的物体。
（3）螺纹透镜：相当于凸透镜，其作用是会聚光，用来增加投影片的亮度。
（4）光源：一般采用碘钨灯，用来照亮投影片。
（5）凹面镜：利用其对光的会聚作用，光源位于凹面镜焦点，光线经凹面镜反射，使照在投影片上的光增强。
（6）平面镜：改变光路（改变光的传播方向），使射向天花板的光能在屏幕上成像。
2、投影仪成像特点及原理
投影仪成像特点：
①投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像。
②像距大于物距。
③像与物位于凸透镜的异侧。
原理：投影仪、幻灯机的原理是利用凸透镜能成倒立、放大的实像。
三、放大镜
1、放大镜成像特点及原理
放大镜成像特点：
①放大镜成正立、放大的虚像。
②像与物体位于凸透镜的同侧。
原理：放大镜的原理是利用凸透镜能使物体成正立、放大的虚像。
2、放大镜的使用
（1）让放大镜与物体之间的距离适当增大些，观察到像变大一些；
（2）让放大镜与物体之间的距离适当减小些，观察到像变小一些。
四、实像和虚像
实像：由实际光线会聚而成的，能呈现在光屏上。（小孔成像、照相机的像、投影仪的像）
虚像：由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，不能呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。（平面镜成像、“水中的鱼”、放大镜的像）
照相机、投影仪和放大镜的成像比较
第3节 凸透镜成像的规律
一、焦距、物距、像距
物距u：物体到凸透镜光心的距离；
像距v：像到凸透镜光心的距离；
焦距 f：焦点到凸透镜光心的距离。
二、实验：探究凸透镜成像的规律
1、实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、 和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
2、实验设计：
① 大于二倍焦距（u>2f）
② 等于二倍焦距（u=2f）
③ 大于一倍焦距小于二倍焦距（f④ 等于一倍焦距（u=f）
⑤ 小于一倍焦距（u3、实验表格：
4、分析与结论：
凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
5、交流与反思：
（1）光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因？
①烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座长度有限，光屏不能成像。
（2）用LED灯替代蜡烛的好处？
①成像更清晰、更稳定；
②准确比较物与像的大小。
（3）蜡烛变短（或光源下移），像的位置如何变化？应该如何调节？
①像向上移动；
②将光屏或蜡烛向上移动，或将凸透镜和光屏同时向下移动。
（4）当成实像时，用手挡住透镜的一半，光屏上的像可能有什么变化？
光屏上仍成完整的像，只不过更暗了一些。
（5）成倒立缩小的实像时，交换蜡烛和光屏的位置，像会怎么样？
成倒立放大的实像
（6）光屏上成实像时，换一个焦距小的凸透镜，则光屏应如何移动，才能承接到清晰的像？
靠近凸透镜
（7）光屏上成实像时，在蜡烛和凸透镜之间加一个凹透镜，光屏要如何移动才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，远离凸透镜。
（8）保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加什么透镜，才能在光屏上呈清晰的像？
放个凸透镜，用来聚光。
第4节 眼睛和眼镜
眼睛
1. 眼球的结构
2. 眼睛的视物原理
（1）视物原理：眼睛观察物体时，物距大于2倍焦距，从而形成物体倒立、缩小的实像。
（2）正常眼睛的调节
看远处物体：睫状体放松，晶状体变薄，对光的折射能力弱。
看近处物体：睫状体收缩，晶状体变厚，对光的折射能力强。
3. 远点、近点和明视距离
①正常眼睛能看清的最远地方叫远点，正常眼睛能看清的最远地方是无限远。
②正常眼睛能看清的最近地方叫近点，正常眼睛能看清的最近地方在大约10cm处。
③正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离是大约25cm，这个距离叫做明视距离。
二、近视眼及其矫正
症状：能看清近处的物体，看不清远处的物体。
成因：晶状体太厚导致折光能力太强，或眼球前后方向太长。
矫正：凹透镜
看远处时：
三、远视眼及其矫正
症状：能看清远处的物体，看不清近处的物体。
成因：晶状体太薄导致折光能力太弱，或眼球前后方向太短。
矫正：凸透镜
看近处时：
四、眼镜的度数
（1）透镜的焦距f，单位为米；
（2）透镜焦度:焦距的倒数，Φ=1/f，单位：m-1；
（3）镜片的度数:透镜焦度乘以角度，D=100Φ，单位：度；
透镜的度数D=100Φ =1/f×100
（4）远视眼镜（凸透镜）的度数用正数表示，近视眼镜（凹透镜）的度数用负数表示。（填“正数”、“负数”）。
第5节 显微镜和望远镜
一、显微镜
1. 显微镜的结构
（1）目镜：靠近眼睛的凸透镜
（2）物镜：靠近物体的凸透镜
（3）反光镜：光线充足使成像更明亮。（需要光线较强时用凹面镜，需要光线较弱时用平面镜。)
2. 显微镜成像原理
第一次物镜：倒立、放大的实像（投影仪）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
显微镜：倒立、放大的虚像
第一次物镜：倒立、放大的实像（放大m1倍）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大m2倍）
显微镜放大倍数=物镜放大倍数*目镜放大倍数。（即m1m2倍）
二、望远镜 开普勒望远镜（折射式天文望远镜）
1. 望远镜的结构
目镜：靠近眼睛的凸透镜
物镜：靠近物体的凸透镜
f物＞f目
2. 望远镜成像原理
第一次物镜：倒立、缩小的实像（照相机）
第二次目镜：正立、放大的虚像（放大镜）
望远镜：倒立、缩小的虚像
3.望远镜与清晰度
望远镜的物镜的直径很大，能够会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
三、视角
从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角。
1.视角与物体大小有关
距离相等时，大物体的视角大，小物体的视角小。
2.视角与物体远近有关
大小一定时，看远处的物体视角小，看近处的物体视角大。大小一定时，距离我们越近，视角越大，看物体越清晰。
3.视角与清晰度
望远镜虽然没有把物体放大，但成的像离眼睛很近，增大视角，所以感觉看到的物体放大了，看物体越清楚了。
显微镜和望远镜的异同

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