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第五章 透镜及其应用
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。
早在西汉时期成书的《淮南万毕术》中就有记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”可见古人已知使用透镜。
那什么是透镜呢？
投影仪、手机的镜头，眼镜的镜片，这些都是透镜。
透镜是利用光的折射原理制成的光学器件。
知识点一：凸透镜和凹透镜
1.透镜的分类
（1）凸透镜
如果仔细观察放大镜，你会发现镜片的中间和边缘的厚薄不一样。放大镜镜片中间厚、边缘薄，这样的镜片是凸透镜，如图。
近视镜片中间薄、边缘厚，这样的镜片是凹透镜，如图。
（2）凹透镜
一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分，
透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫作薄透镜。
·
·
·
O
C1
C2
·
C1
C2
O
·
·
厚度
半径
厚度
半径
主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。
光心：透镜主光轴上有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不改变，这个点叫做光心。
C1
主光轴
光心
凸透镜
C2
O
C1
主光轴
光心
凹透镜
C2
O
2.主光轴和光心
知识点二：透镜对光的作用
把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，纸上出现一个很小、很亮的光斑。
光斑处的温度很高如果长时间照射，纸会被烤焦。这个现象提示我们：凸透镜能把光会聚起来。
那么凹透镜也能使光会聚吗？
[演示实验一] 凸透镜对光的作用
演示：两种透镜对光的作用
凸透镜对光线有会聚作用，因此凸透镜又叫会聚透镜。
O
F
f
凸透镜的焦点和焦距
焦点： 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。
焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距。
焦距
主光轴
焦点
凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等。
F
主光轴
f
焦点
f
焦点
F
乙
甲、乙两个凸透镜的焦距分别是3cm和5cm.观察平行光经过它们之后的光线。哪个凸透镜使光偏折得更显著些？
甲
甲透镜使光偏折得更显著些，由此可知：
凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强
F
主轴
凸透镜对所有光都起会聚作用。
讨论：不平行于主光轴的光透过凸透镜是否会聚？
[演示实验二] 凹透镜对光的作用
凹透镜对光线有发散作用，因此凹透镜也叫做发散透镜。
把折射光线反向延长看一看。
焦点
虚
F
f
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)。
凹透镜的焦点和焦距
凹透镜有焦点吗？
F
凹透镜有两个虚焦点
f
F
F
F
凹透镜对所有光线都起发散作用。
讨论：不平行于主光轴的光透过凹透镜是否发散？
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。
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.
知识点三：三条特殊的光线
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：
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：
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凸透镜和凹透镜
凸透镜：中间厚、边缘薄
透镜
透镜对光的作用
凹透镜对光有发散作用
凹透镜：中间薄、边缘厚
主光轴与光心的含义
凸透镜对光有会聚作用
焦点和焦距
含义
焦距的测量
三条特殊的光线
练1 小红把透镜正对太阳光贴在纸面上，纸面呈现一个与透镜大小相当的光斑。若透镜远离纸的过程中光斑变大变暗，则该透镜（　　）
A．是凸透镜，对光有会聚作用
B．是凹透镜，对光有发散作用
C．是凸透镜，对光有发散作用
D．是凹透镜，对光有会聚作用
B
练2 如图是平行于主光轴的光线经过两个不同凸透镜后会聚成的光路图,下列说法正确的是( )
A.凸透镜表面越凸,焦距越长
B.凸透镜的焦距长短与表面凸起的程度无关
C.凸透镜对光的会聚作用与表面的凸起程度无关
D.凸透镜表面越凸,对光的会聚作用越明显
D
练3 下面两图是光线经过透镜后的光路图，请选择合适的透镜填入方框内。
发散作用
发散作用
会聚作用
会聚作用

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