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第五章 透镜及其应用
八年级上
望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”.从伽利略开始用自制望远镜观察月亮，到现在科学家用巨大的郭守敬望远镜探测遥远的星系，望远镜在人类认识宇宙的过程中作出了重大的贡献.
许多光学天文望远镜和日常生活中使用的望远镜中都有透镜.透镜对光有哪些作用呢？透镜成像又有哪些规律呢？
第1节 透镜
第2节 生活中的透镜
第3节 凸透镜成像的规律
第4节 眼睛和眼镜
透镜及其应用
第5节 制作望远镜
第1节 透镜
1. 认识凸透镜和凹透镜，了解透镜的焦点、焦距.
2. 通过观察，认识凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用.
3. 通过分析和作图，知道透镜的三条特殊光线，能够应用透镜对光的作
用特点进行作图.
学习目标
用照相机拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么 它们对光有什么作用呢
新课引入
问题
照相机镜头剖面图
用投影仪投影
用显微镜观察
思考
生活中眼镜镜片也是透镜，常见的眼镜有远视眼镜和近视眼镜，仔细观察，这两种眼镜镜片究竟有什么不同？
远视眼镜
近视眼镜
照相机、投影仪、显微镜等光学仪器都是利用透镜工作的.
新知学习
一、凸透镜和凹透镜
1. 中央厚、边缘薄的镜片是凸透镜.
2. 中央薄、边缘厚的镜片是凹透镜.
凸透镜符号
凹透镜符号
远视镜片
近视镜片
C
C'
透镜厚度
半径
C'
C
透镜厚度
半径
一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分.
如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜.
C
C'
C'
C
主光轴
主光轴
3. 通过两个球面球心的直线叫作主光轴.
4. 主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫作透镜的光心(O).
薄透镜的光心可以认为就在透镜的中心.
O
O
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例 如果把一个玻璃球分割成五块.其截面如图所示，这五块玻璃中，属于凸透镜的是___________，属于凹透镜的是____.
a、c、e、d
b
中间厚，边缘薄
中间薄，边缘厚
凸透镜和凹透镜对光的作用相同吗？
？
分别让太阳光透过凸透镜和凹透镜照射到白纸上，观察现象.
温馨提示
不能通过透镜观察太阳，不能长时间观看光点，以免损伤眼睛！
由于光斑处温度很高，注意小心烫伤！
避免使纸上同一位置长时间被光斑照射，以免点燃白纸.
同样都是透镜，为什么凸透镜和凹透镜正对着太阳光会出现不同的现象，它们对光线的作用分别是怎么样的呢
思考
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二、透镜对光的作用
实验表明，凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用.
因此，凸透镜又叫作会聚透镜，凹透镜又叫作发散透镜.
结 论
演 示
两种透镜对光的作用
1. 让平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察光通过透镜后的偏折方向.
2. 让平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察光通过透镜后的偏折方向.
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思考
若使非平行于透镜主轴的光射向凸(凹)透镜，它们对光的作用仍相同吗？
相同
凸透镜对光有会聚作用
凹透镜对光有发散作用
思考
如何快速判断折射光线是会聚还是发散？
步骤1：延长入射光线至透镜另一侧；
步骤2：折射后的光线与入射光线进行比较.
(折射后的光线比入射光线更远离主光轴，即为发散；折射后的光线比入射光线更靠拢主光轴，即为会聚)
发散
会聚
例 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.
甲
乙
观察平行于主光轴的入射光经凸透镜，你能发现什么规律？
平行于主光轴的入射光无论从哪个位置入射，都会经过凸透镜折射后，通过主光轴上的同一点.
观察与思考
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通过实验，我们知道凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，那么这个点是什么，这个点到凸透镜光心的距离又是什么呢？
？
三、焦点和焦距
1. 焦点(F)
凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫作凸透镜的焦点.
2. 焦距(f )
焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距.
凸透镜的焦点和焦距
F
主光轴
f
f
F
凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等.
焦点
焦点
图甲、乙两个凸透镜的焦距分别为13 cm和15 cm，哪个凸透镜使光偏折得更明显？说明了什么？
凸透镜的焦距越小，使光偏折得越明显，对光的会聚作用越强.
甲图 f=13 cm
乙图 f=15 cm
思考
把折射光线反向延长看一看.
F
f
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，它不是实际光线会聚的点，这个点叫作虚焦点(F).
焦点
虚
凹透镜有焦点和焦距吗？
思考
凹透镜的虚焦点也有两个
太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看作平行光.想一想：怎样利用阳光测量凸透镜的焦距？找几个不同的凸透镜，试着测量它们的焦距.
想 想 议 议
将放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，纸上会出现一个最小最亮的光斑.这一点就是放大镜的焦点，光斑与放大镜之间的距离即为放大镜的焦距.
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F
F
F
F
1. 通过光心的光线：
2. 平行于主光轴的光线：
3. 经过凸透镜焦点的光线：
透镜的三条特殊光线
光路可逆
传播方向不改变.
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.
折射后平行于主光轴射出.
折射后平行于主光轴射出.
延长线过凹透镜的虚焦点的光线：
拓展
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瓶装水为什么会容易引发火灾呢？在户外我们应该如何处理没有喝完的瓶装水呢？
思考
原因：装有水的矿泉水瓶中间厚、边缘薄且具有透光性，相当于一个凸透镜，对太阳光具有会聚作用，所以容易引发火灾.
处理措施：将水倒出，将瓶子带走，放在指定垃圾箱内.
课堂小结
透镜
凸透镜
和凹透镜
凸透镜：中间____、边缘____的透镜.
凹透镜：中间____、边缘____的透镜.
主光轴：通过透镜的两个球面_____的直线.
透镜对
光的作用
凸透镜对光有_____作用.
凹透镜对光有_____作用.
焦点
和焦距
焦点：凸透镜能使跟主光轴_____的光会聚在主光轴上的一点，
用字母F表示.
焦距：焦点到凸透镜_____的距离，用f表示.
凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距_____.
厚
会聚
光心
相等
薄
强
平行
光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向____，
这个点叫作光心.
发散
厚
薄
凸透镜的焦距越小，对光的会聚作用越____.
球心
不变
随堂练习
1. 如图所示，通过透镜的光路图正确的是(　 　)
D
凸透镜对光有会聚作用
×
×
凹透镜对光有发散作用
×
√
2. 请画出入射光线通过透镜后的折射光线.
①平行于主光轴的光经凸透镜会聚于另一侧焦点；
②过光心的光传播方向不变；
③过焦点的光经凸透镜后平行于主光轴.
①射向另一侧虚焦点的光经凹透镜后平行于主光轴；
②过光心的光传播方向不变；
③平行于主光轴的光经凹透镜发散后反向延长线交于虚焦点.
3. 一束跟主光轴平行的光通过凸透镜的光路如图所示.下列说法中正确的是(　　)A. O点为该凸透镜的焦点B. 任意一束平行光经过凸透镜后都可以会聚于F点C. OF的距离越短，说明透镜的折光能力越强D. 若把图中凸透镜的上半部分用手遮住，该凸透镜对光不具有会聚作用
光心
×
平行于主光轴的光线
×
焦距越短，凸透镜的会聚作用越强
√
仍然有光线透过凸透镜，所以凸透镜对光仍具有会聚作用
×
C
4. 矿井中所使用的矿灯(如图)，优点是光柱射出去后非常集中，几乎相当于平行光，要使小灯泡发出的光变成平行光，则该灯头的镜头镜片应选择______镜，小灯泡应放在该透镜的______位置上.
凸透
焦点
对光线有会聚作用
经过凸透镜焦点的光线：折射后平行于主光轴射出
5.如图，西汉的《淮南万毕术》中记载“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则得火”.“削冰令圆”就是把冰块做成_____透镜，对光有______作用，若要“火生”应把“艾”放在冰透镜的______位置处.
凸
会聚
焦点
当凸透镜正对太阳光时，太阳光将会聚在焦点处，从而使焦点处温度升高

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