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(共35张PPT)
第五讲　透镜及其应用
透镜
1.透镜的识别
种类 凸透镜 凹透镜
概念 中间　 ,边缘　 中间　 ,边缘　
对光的作用 　 作用 　 作用
图示
厚
薄
薄
厚
会聚
发散
2.透镜对三条特殊光线的作用
入射光线类型 平行于主光轴 过焦点 过光心
凸透镜 折射光线通过焦点 折射光线与主光轴平行
折射光线方向不变
凹透镜 折射光线的反向延长线经过焦点 折射光线与主光轴平行
折射光线方向不变
注意: 会聚光线和发散光线
(1)会聚光线不一定相交,只是相对于入射光线更靠近主光轴。
(2)发散光线不一定发散,可能会相交于一点,只是相对于入射光线更远离主光轴。
[八上,P91] 让透镜正对太阳光,如图所示,此透镜是　 透镜,对光有　 作用;若最小最亮的光斑到透镜的距离为10 cm,则该透镜的焦距为　 cm。
凸
会聚
10
凸透镜成像的规律及应用
1.凸透镜成像的规律及应用
物距(u) 像距(v) 像的性质 像物位置 应用
u>2f fu=2f v=2f 　 　的　 　像 异侧 测焦距
f2f 　 　的　 　像 异侧 　
u=f 平行光,不成像
uu 　 　的　 　像 同侧 　
倒立、缩小
实
照相机
倒立、等大
实
倒立、放大
实
投影仪
正立、放大
虚
放大镜
2.实像与虚像
实像 虚像
定义 由实际光线会聚而成的像 由实际光线的反向延长线会聚而成的像
能否被光屏承接 能 不能
能否被人眼看到 能 能
倒立或正立 倒立 正立
举例 小孔成像、照相机 平面镜成像、放大镜
注意: 凸透镜成像特点
一焦分虚实,二焦分大小;实像异侧倒,物远像变小;虚像同侧立,物远像变大;像大像距大,像小像距小;物像同向移。
[2023湖南名师原创] [八上,P94]如图是照相机原理图,仔细观察你会发现,照相机的前面都有一个镜头,镜头就相当于一个　 。
(1)照相时,被拍景物到镜头距离应　 (选填“大于”“小于”或“等于”)2倍焦距,成的像是　 、　 的实像。
(2)用相机拍完远处的树再拍近处小明的半身像时,应将镜头向　 (选填“靠近”或“远离”)小明的方向移动,照片上小明的像要　 (选填“大”或“小”)一些。
大于
倒立
缩小
靠近
大
凸透镜
眼睛和眼镜
1.眼睛的成像原理:眼球好像一架　 ,晶状体和角膜的共同作用相当于一个　 ,把来自物体的光会聚在视网膜上,成　 、缩小的实像。
2.视力及矫正
凸透镜
倒立
照相机
分类 近视眼 远视眼
形成原因 晶状体太　 　,折光能力太　　 晶状体太　 　,折光能力太　　
成像光路图 远处物体的像成在视网膜的　 　方 近处物体的像成在视网膜的　 　方
厚
强
薄
弱
前
后
矫正方法 配戴　　透镜
配戴　　透镜
矫正原理 凹透镜使光线发散 凸透镜使光线会聚
凹
凸
注意: 眼睛感知物体大小,与物体形成的视角有关,视角越大,在视网膜上所成的像就越大;视角的大小与物体的大小及距离物体的远近有关。
[八上,P101] 近期,衡阳市卫生部门在各中小学调查学生近视情况,发现学生近视发生率急剧上升,且低龄化,如图所示,下列判断正确的是( )
A.(甲)是近视眼,应配戴凸透镜制成的眼镜矫正　　
B.(甲)是近视眼,应配戴凹透镜制成的眼镜矫正
C.(乙)是近视眼,应配戴凸透镜制成的眼镜矫正
D.(乙)是近视眼,应配戴凹透镜制成的眼镜矫正
B
显微镜和望远镜
目镜和物镜:靠近　 的透镜叫做目镜,靠近　 的透镜叫做物镜。
显微镜 望远镜
物镜 相当于幻灯机 相当于照相机
目镜 相当于放大镜 相当于放大镜
眼睛
被观察物体
炎炎夏日,汽车停在露天停车场,若把装满水的矿泉水瓶留在车内,太阳光透过矿泉水瓶后可能把汽车内的易燃物引燃。这是因为这瓶水( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线
B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线
D.相当于一个凹透镜,发散光线
A
如图所示是透镜对光的作用,其中正确的是( )
B
凸透镜成像规律及应用
(2021常德)在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于如图所示的位置时,在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A
A.该凸透镜的焦距范围为7.5 cmB.光屏上成倒立、放大的实像
C.透镜不动,蜡烛向右移动,光屏向左移动,可再次得到清晰的像
D.蜡烛和光屏不动,移动凸透镜到适当位置,光屏上可再次得到清晰的缩小的像
[一题多问]
1.小明利用上图的实验器材继续进行实验探究,测量出物距u和像距v的数据,并绘制成如图所示的图象,下列说法中正确的是( )
A.该凸透镜的焦距f=20 cm
B.当物距u=8 cm时,成正立、放大的虚像,
放大镜利用了这条规律
C.当物距u=30 cm时,成倒立、缩小的实像,
幻灯机利用了这条规律
D.物体从距凸透镜30 cm处向距凸透镜 15 cm 处移动过程中,所成的像会逐渐变小
B
2.小明实验完毕后,将凸透镜正对太阳光,在透镜另一侧10 cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前15 cm处,则可在透镜另一侧光屏上得到倒立、　 的实像,利用此原理工作的光学仪器是　 1
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)。
放大
投影仪
视力及其矫正
小明是近视眼,爷爷是老花眼,在(甲)、(乙)示意图中,　 图是小明眼睛的成像示意图,矫正需配戴眼镜的镜片应选用　 [选填“(丙)”或“(丁)”]。爷爷想看书,小明应拿　 (选填“A”或“B”)眼镜给他。
(乙)
(丙)
A
[衍生子题]
善于观察的小明发现,张老师上课时,观察远处的同学时要摘下眼镜,而看近处的课本时,又要戴上眼镜。这样频繁地戴上摘下眼镜非常不方便。张老师的眼睛属于　 (选填“近视眼”或“远视眼”)。如图所示的是一种眼镜,这种眼镜的镜片分上下两个区,A区厚薄均匀,B区可以矫正视力。张老师戴上这种眼镜就可以通过　 (选填“A区”或“B区”)看远处同学,再不需要频繁地戴上摘下眼镜了。
远视眼
A区
实验　探究凸透镜成像的规律
(2022年课标必做实验)
[实验器材]
带刻度的光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
[实验装置]
[设计与进行实验]
1.实验时,蜡烛的烛焰、凸透镜的中心和光屏中心要在　 ,使像成在光屏的正中央。
2.用平行光垂直照射凸透镜,在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑,光斑到凸透镜光心的距离即为　 。
3.光屏承接不到像的可能原因:
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在　 高度。
(2)蜡烛在　 处不成像。
同一高度
焦距
同一水平
一倍焦距
(3)蜡烛在　 之内成虚像,用光屏承接不到。
(4)蜡烛到光屏的距离太短(光具座太短)。
4.光屏移动方向的判断:成实像时,若蜡烛靠近凸透镜,则光屏　 凸透镜;若蜡烛远离凸透镜,则光屏　 凸透镜,即成实像时有“物近像远”的特点。
5.用纸板遮住凸透镜的一部分,光屏上的像会变　 ,但像仍然　 。
6.如果烛焰的像成在光屏的上方,其原因可能是烛焰太低或凸透镜太高或光屏太低,对应三种调整方法:
(1)将蜡烛向　 移动。
一倍焦距
远离
靠近
暗
完整
上
(2)将凸透镜向　 移动。
(3)将光屏向　 移动。
[实验结论]
1.成实像时(u>f),物距减小,像距　 ,像变　 ;物距增大,像距　 ,像变　 。
2.成虚像时(u下
上
增大
大
减小
小
虚
例 某实验小组进行“探究凸透镜成像的规律”的实验。
(1)由图(甲)可知,该凸透镜的焦距是　 cm。
(2)实验时凸透镜与光屏的高度已调好,但烛焰在光屏上像的位置偏高,说明此时烛焰处于透镜主光轴的　 (选填“上”或“下”)方;要调整凸透镜、光屏和烛焰的高度,使它们的中心在同一高度,目的是　 1
,调整后,光屏上恰好得到倒立、等大的像,此时光屏和蜡烛之间的距离是　 cm。
10.0
下
使像成
在光屏的中央
40
(3)如图(乙)所示,此时人眼应该在　 (选填“A”“B”或“C”)处才能观察到蜡烛的像。
(4)接着该小组同学调节装置如图(丙)所示,发现光屏上得到一个倒立、1
(选填“放大”“缩小”或“等大”)的清晰实像,生活中的　 1
(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这样的成像原理。
(5)保持图(丙)中凸透镜位置不变,当向左移动蜡烛时,应该向　 (选填“左”或“右”)移动光屏,才能再次得到清晰的像。
(6)实验中,燃烧的蜡烛在不断变短,光屏上的像会　 (选填“向上”或“向下”)移动,为了使烛焰的像能成在光屏中央,在不更换实验器材的情
B
放大
投影仪
左
向上
况下,请写出一种可行的办法:　 。
(7)如图(丙)所示,将蜡烛和光屏位置互换以后,光屏上　 (选填“能”或“不能”)成清晰的像。
(8)光屏上得到烛焰清晰的像时,小明不小心用手指尖触摸到凸透镜,此时光屏上　 。
A.会有指尖的像 B.会出现指尖的影子 C.烛焰的像暗了一些
(9)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板尽可能靠近烛焰,并挡住烛焰的上半部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到　 。
A.烛焰像的下半部分 B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像,像的亮度变暗 D.烛焰完整的像,像的亮度不变
将凸透镜位置下调
能
C
A
(10)撤去蜡烛,调节光屏,发现在光屏上出现了窗外远处彩灯的像,则此时光屏与凸透镜的距离在　 。
A.一倍焦距以内
B.一倍到二倍焦距之间
C.二倍焦距以外
(11)透镜位置不变,若将印有字母“F”的纸片放在离凸透镜8 cm的地方,我们能看到的像是下图中　 (请填序号)。
B
A
(12)如图(丁)所示,在烛焰和凸透镜之间放一副眼镜,发现光屏上原来清晰的像变模糊了,将光屏远离透镜适当距离后,光屏上再次呈现清晰的像,则该眼镜是　 (选填“近视”或“远视”)眼镜。
(13)如图(丙)所示,保持蜡烛和透镜的位置不变,换用一个焦距　 1
(选填“小一些”或“大一些”)的凸透镜,向右适当移动光屏,会在光屏上再次得到清晰的像。
近视
大一些
1.(2023常德)下列关于凸透镜应用的说法中,正确的是( )
A.近视眼需要配戴凸透镜来矫正
B.望远镜中物镜的作用相当于放大镜
C.用手机扫描二维码时,应使二维码位于手机镜头一倍焦距之内
D.当投影仪的镜头靠近投影片时,投影仪成的像将变大
凸透镜成像规律及应用
D
2.(2023益阳)点燃蜡烛,烛焰通过焦距为 20 cm 的凸透镜甲成缩小的像。现用焦距为10 cm的凸透镜乙替代透镜甲,且保持烛焰和透镜的位置不变,烛焰通过凸透镜乙所成的像是( )
A.缩小的实像
B.放大的虚像
C.倒立的虚像
D.正立的实像
A
3.(2022湘潭)如图所示,将印有花的透明胶片,贴在发光手电筒前端玻璃上,正对着焦距为 10 cm 的凸透镜,调整位置,墙上出现一朵清晰放大的“花”。下列说法正确的是( )
A.胶片上的花是倒立的
B.此透镜可作为近视眼镜镜片
C.胶片与透镜的距离小于10 cm
D.白墙相当于光屏,发生的是镜面反射
A
4.(2023郴州)如图所示,烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度,该凸透镜的焦距为10.0 cm,凸透镜的位置保持不变。下列说法正确的是( )
A.当蜡烛放在图中A区域时,光屏应放在图中D区域才可能呈现清晰的像
B.蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时,所成的像会逐渐变小
C.若无论怎么移动光屏,在光屏上都找不到像,则蜡烛可能放在图中B区域
D.若光屏上要得到一个放大的像,则蜡烛应该放在图中C区域
B
5.(2022永州)2021年12月9日,中国空间站太空授课以天地互动的形式圆满完成,航天员叶光富进行了太空水球光学实验。在太空失重环境下,水滴收缩成一个接近完美球体的水球,这个水球可以被看成一个凸透镜。将一个物体放在这个凸透镜二倍焦距以外的某一位置,可以看到一个倒立、1 (选填“放大”或“缩小”)的　 (选填“实像”或“虚像”)。
缩小
实像
近视眼的成因及矫正
6.(2023永州)人的眼球好像一架照相机,物体在视网膜上能够成倒立、1
(选填“放大”或“缩小”)的实像;小明由于不注意用眼卫生成了近视眼,他需要戴一副由　 透镜做的眼镜进行视力矫正,因此中学生应养成良好的用眼习惯。
缩小
凹
透镜的作图
7.(2023长沙)在课后实践活动中,小明自制了一个如图(甲)所示的手电筒,他将小灯泡放在凸透镜的焦点处,请在图(乙)中画出光通过凸透镜后的光线。
答案:如图所示
探究凸透镜成像的规律
8.(2023衡阳)小明同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等实验器材探究凸透镜成像的规律。
(1)如图(甲)所示,小明将一束平行光正对凸透镜,移动光屏,直到光屏上形成一个最小最亮的光斑,该凸透镜的焦距为　 cm。
(2)实验时,把凸透镜固定在光具座50 cm刻度线处,为使像成在光屏中央,应将烛焰、凸透镜和光屏三者中心调到　 。
10.0
同一高度
(3)小明将蜡烛移至光具座20 cm刻度线处,如图(乙)所示,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是倒立、　 的实像。生活中的　1
(选填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)就是利用这种成像规律工作的。
(4)接着,小明保持凸透镜在光具座上的位置不动,如果仅将图(乙)中蜡烛和光屏的位置互换,发现光屏上仍能观察到烛焰清晰的像。这是因为在光的折射现象中,光路是　 的。
(5)在如图(乙)所示实验情形下,如果保持凸透镜和光屏的位置不变,将蜡烛适当远离凸透镜,发现光屏上烛焰的像变得模糊不清,此现象可以体现1
(选填“近视眼”或“远视眼”)的成像情况。
缩小
照相机
可逆
近视眼

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