《透镜及其应用》PPT课件.ppt

第五章第五章 透镜及其应用透镜及其应用一、透镜一、透镜二、凸透镜成像规律及其应用二、凸透镜成像规律及其应用三、眼睛与透镜三、眼睛与透镜四、显微镜和望远镜四、显微镜和望远镜五、探索宇宙五、探索宇宙第五章第五章 透镜及其应用透镜及其应用 易错易混点一易错易混点一 透镜的三条特殊光线透镜的三条特殊光线易错易混点二易错易混点二 理解凸透镜对光线的会聚作用，凹理解凸透镜对光线的会聚作用，凹透镜对光线的发散作用透镜对光线的发散作用【习题答案与解析习题答案与解析】第第五五章章 透镜及其应用透镜及其应用【新旧教材变动对比】【新旧教材变动对比】（1）在第四节“眼睛和眼镜”中新增“远点和近点”、“明视距离”的概念；（2）在“动手动脑学物理”中，新增利用凸透镜成像规律进行“视力矫正”的实验；（3）把“探索宇宙”的内容移到了第五节“显微镜和望远镜”的后面。一、透镜一、透镜 、边缘 的透镜 叫做凸透镜，它对光线有 作用；中间 、边 缘 的透镜叫做凹透镜，它对光线有 作用；因此图1-甲是 透镜，图1-乙是 透镜。2.凸透镜的焦点：跟主光轴平行的光，通过透镜后将 于一点，这个点叫做焦点，即 图1-甲中的点F，焦点到光心的距离叫做 。厚厚薄薄发散发散会聚会聚薄薄凸凸凹凹会聚会聚焦距焦距图1厚厚3.生活中的透镜：(1)老花眼镜是 透镜，近视眼镜是 透镜。（2）照相机的镜头相当于 透镜。照相时，被照物体必须在照相机镜头的 以外，在胶卷上 成 、的 像。（3）投影仪的镜头相当于 透镜，屏幕相于 。成像时，物体到镜头的距离要 ，在屏幕上成 、的 像。（4）放大镜利用了凸透镜成 、的 像的原理。使用放大镜时，被观察物体必须放在凸透镜的 以内。凸凸凸凸两倍焦距两倍焦距实实凹凹倒立倒立缩小缩小实实凸凸光屏光屏大于焦距小于二大于焦距小于二倍焦距倍焦距倒立倒立放大放大正立正立放大放大虚虚焦点焦点4.凸透镜和凹透镜的三条特殊光线：焦点焦点反向延长反向延长平行平行焦点焦点光心光心二、凸透镜成像规律及其应用二、凸透镜成像规律及其应用1.成像特点：缩小缩小倒立倒立放大放大实像实像照相机照相机等大等大v=2f倒立倒立实像实像放大放大虚像虚像放大镜放大镜正立正立投影仪投影仪2.规律：(1)一焦分虚实：当物距在一倍焦距以内时，成正立、放大的 像；当物距等于一倍焦距时，不成像；当物距大于一倍焦距时，成倒立的 像。（2）二焦分大小：在成倒立的实像时，物距在一倍焦距至两倍焦距之间，成 的像；物距等于两倍焦距时，物像 ；物距大于两倍焦距时，成 的像。实实虚虚 缩小缩小放大放大等大等大三、眼睛与透镜三、眼睛与透镜1.眼球：眼球好像一架 ，晶状体和角膜的共同作用相当于一个 透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上形成物体的 、的实像，视网膜相当于接收像的 。正常人的眼睛是通过睫状体的收缩和放松来改变晶状体的 ，使来自远处或近处的光线都能成像在视网膜上，如图2所示。正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离叫做明视距离，大约为 cm。照相机照相机倒立倒立 缩小缩小形状形状 凸凸25 光屏光屏2.近视眼：由于晶状体太 ，折光能力太强，或者眼球在前后方向太 ，将来自远处某点的光会聚在视网膜 （填“前”或“后”）(如图3-甲所示)，需要在眼睛前放一个 透镜来矫正(如图3-乙所示)。3.远视眼：由于晶状体太 ，折光能力太弱，或者眼球在前后方向太 ，将来自近处某点的光会聚在视网膜 （填“前”或“后”）(如图4-甲所示)，需要在眼睛前放一个 透镜来矫正(如图4-乙所示)。厚厚长长前前薄薄短短后后凸凸凹凹图3图4四、显微镜和望远镜四、显微镜和望远镜1.显微镜：显微镜镜筒中靠近眼睛的凸透镜叫做 镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做 镜。被观察物体经物镜后成 的实像，相当于 (填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”，下同)的作用；目镜相当于 的作用，把像再次放大。目目物物放大放大投影仪投影仪放大镜放大镜2.望远镜：简单的望远镜也是由物镜和目镜两组凸透镜组成。物镜使远处的物体在焦点附近成 像；目镜相当于 ，再把这个像放大。五、探索宇宙五、探索宇宙1.第一位用望远镜观察天体，并以确凿的证据支持哥白尼“日心说”的是意大利物理学家 。2.从宏观世界的尺度来看，宇宙 银河系 太阳系地球。(填“”、“易错易混点一易错易混点一 透镜的三条特殊光线透镜的三条特殊光线【例【例1 1】请根据凸透镜和凹透镜对光线的作用完成图9中光路。易错原因：易错原因：把凸透镜和凹透镜的三条特殊光线记混出错。技巧规律技巧规律：(1)光线折射经过焦点后并不停止，仍然传播；（2）光线一定要标上箭头；（3）光线的反向延长线一定用虚线；（4）无论是凸透镜还是凹透镜，通过光心的光线其传播方向都不改变。解析：解析：图甲中，考查凸透镜的两条特殊光线的作图。平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜后，折射光线必定经过凸透镜的焦点；过焦点的光线通过凸透镜后，必定平行于主光轴。图乙中，凹透镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过另一侧的焦点，过光心的光线其传播方向不改变。答案：如图答案：如图3所示所示举一反三举一反三1.(2013广东)如图10所示，请画出入射光线或折射光线，使光路完整。答案：如图答案：如图4所示所示2.如图11所示，MM为主光轴，S为发光体，S为它通过凸透镜所成像的位置，试在图中：(1)画出凸透镜所放的位置；（2）标出凸透镜的焦点。答案：答案：如图如图5所示所示3.(2013自贡)要使光线发生如图12所示的偏折,在方框内画出合适的光学元件(保留作图痕迹)，一种利用光的反射，另一种利用光的折射。答案：如图答案：如图6所示所示 易错易混点二易错易混点二 理解凸透镜对光线的会聚作理解凸透镜对光线的会聚作用，凹透镜对光线的发散作用用，凹透镜对光线的发散作用【例【例2 2】请在图13的方框内画出合适的透镜。解析：解析：图甲中，考查凸透镜的两条特殊光线的作图。平行于凸透镜主光轴的光线，经过凸透镜后，折射光线必定经过凸透镜的焦点；过焦点的光线通过凸透镜后，必定平行于主答案：答案：如下图所示易错原因：易错原因：部分同学不理解凸透镜对光线的会聚作 用，凹透镜对光线的发散作用，很容易被“会聚形状”或者“发散形状”光束的假象所迷惑。技巧规律技巧规律：会聚和发散是折射光线相对于入射光线而言的。若折射光线相对于入射光线变窄即会聚就是凸透镜。若折射光线相对于入射光线变宽即发散就是凹透镜。这就是会聚和发散的真正含义。也是判断凸透镜、凹透镜最为有力的判据。光轴。图乙中，凹透镜对光线具有发散作用，平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过另一侧的焦点，过光心的光线其传播方向不改变。举一反三举一反三1.(改编)如图14所示，光会聚于b点，在虚线区域内放 透镜后，光可能会聚于主光轴MN上的c点；在虚线区域内换放 透镜后，光可能会聚于主光轴MN上的a点。(填“凸”或“凹”)凹凹凸凸2.请在图15的方框内画出合适的透镜。解析：解析：由图甲可知，光线通过透镜后会聚了，所以虚线框内的光学元件对光有会聚作用，故是凸透镜；图乙中，出射光线相对入射光线而言变得发散，可见虚线框内应是凹透镜。答案：如图答案：如图7所示所示3.(2013济宁)图16中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形。其中属于凸透镜的是()A.甲 B.乙、丁 C.丙 D.甲、乙、丙、丁C【例题】小刚在做探究“凸透镜成像规律”的实验：（1）如图17所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图17可知，凸透镜对光线具有 作用，该凸透镜的焦距是 cm。会聚会聚11（2）点燃蜡烛后，调节烛焰中心、中心和光屏中心大致在同一高度上。（3）如图18，小刚将蜡烛移至光具座上0 cm刻度线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 (填“放大”、“等大”或“缩小”)的实像；生活中的 就是利用这个规律制成的。（4）小刚将蜡烛移至光具座上35 cm刻度线处，在凸透镜位置不变时，要在光屏上成清晰的像，光屏应向 （填“靠近”或“远离”）凸透镜方向移动，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是 (填“倒立”或“正立”)的实像；生活中的 就是利用这个规律制成的。照相机照相机凸透镜凸透镜缩小缩小远离远离倒立倒立投影仪投影仪（5）小刚将蜡烛移至光具座上45 cm刻度线处，小刚从凸透镜的右侧通过凸透镜可以看到烛焰 (填“倒立”或“正立”)的像，此时 (填“能”或“不能”)在光屏上接收到清晰的像。生活中的 就是利用这个规律制成的。（6）实验时，蜡烛随着燃烧而变短，光屏上的像将向 (填“上”或“下”)移动。（7）在上述实验过程中，当光屏上出现倒立、放大的像时，小王用不透光的物体挡住凸透镜的左半部，此时光屏上的像将()A.像的大小、形状不变，像的亮度变暗 正立正立A A不能不能放大镜放大镜上上（8）小宇同学所在的小组对上述实验装置用由几个发光二极管做成的“F”字样作发光体，你认为其好处是 (写出一点即可)。成像稳定成像稳定(合理即可合理即可)解析解析：本题考查凸透镜的成像特点及应用。（1）平行光线经凸透镜折射后，会聚于焦点，光具座上刻度尺的分度值是1mm，凸透镜底座中心和光屏底座中心间的距离为11cm，故凸透镜的焦点是11cm。（2）实验前应该将烛焰、凸透镜、光屏中心调到同一高度，目的是使像成在光屏中央。（3）当蜡烛移至光具座上10cm刻度线时，此时物距是50cm-10cm=40cm，远大于2倍焦距，所以在光屏上成倒立、缩小的实像。照相机就是根据这一规律制成的。（4）当蜡烛移至光具座上35cm刻度线时，此时物距是50cm-35cm=15cm，大于1倍焦距小于2倍焦距，所以在光屏上成倒立、放大的实像。由于像变大，即像距变大，所以光屏应向远离凸透镜方向移动。投影仪就是根据这一规律制成的。（5）当蜡烛移至光具座上45cm刻度线时，此时物距是50cm-45cm=5cm，小于1倍焦距，所以此时成倒立、放大的虚像，不能在光屏上呈现。放大镜就是根据这一规律制成的。（6）由于光屏上的实像是倒立的，当烛焰向下运动时，像应该向上运动。（7）凸透镜成实像是由物体射出的光入射到凸透镜上时，经凸透镜折射后的所有折射光线会聚形成的，当透镜被挡住一部分后，还会有光线入射到透镜上，还能成完整的像，只是折射光少了，由于会聚成像的光线少了，故像的性质不变，只是像将变暗。（8）发光二极管具有以下优点：可以增加成像物体的亮度；像不会晃动，更加稳定；能观察像物左右颠倒的关系。【重点知识拓展】理解凸透镜成像规律的几个要点：【重点知识拓展】理解凸透镜成像规律的几个要点：（1）两个分界点：焦点是成实像和虚像的分界点，物体放在焦点之外(即uf），物体成实像；物体放在焦点以内(即u2f，物体成缩小实像；fu2f时，凸透镜成倒立、缩小的实像；幻灯机的原理是：当fu2f时，凸透镜成倒立、放大的实像；放大镜的原理是：当u2f，成倒立、缩小的实像，故是照相机的成像原理。5.(1)近视 近视(2)远视 远视解析：解析：(1)由图甲可以看出：远处射来的平行光，经晶状体折射后在视网膜前会聚相交，说明晶状体折光能力强，这是近视眼的成因。故矫正需配戴凹透镜，先使光线发散再经晶状体折射，会聚点就会移到视网膜上，从而看清物体。(2)由图丙可知，近处射来的光线经晶状体折射在视网膜后相交会聚，说明晶状体折光能力弱，这是远视眼的成因。故矫正需配戴凸透镜，使光线先会聚再经晶状体折射后，使会聚点前移到视网膜上，从而看清物体。精练广东考点精练广东考点1.C 2.凸 会聚 3.B4.实像可以呈现在光屏上而虚像不能（或实像由实际光线会聚而成，虚像则由光线的反向延长线相交而成）平面镜（或凸透镜成像、凹透镜等）5.凸 大于10 cm小于20 cm 实6.凸透 缩小 实 照相机（或摄像机等）7.缩小 实 不会8.（1）5（2）倒立、放大的实像（3）可逆性9.D 解析：解析：远视眼镜是凸透镜，对光线起会聚作用，会使像相对于凸透镜向前移。所以当把远视眼镜拿走后，像成在光屏的右边，在蜡烛和凸透镜保持不动的情况下，要重新得到清晰的像，应使光屏适当远离凸透镜；在凸透镜和光屏保持不动的情况下，要使像成在光屏上，即像距变小，物距要变大，蜡烛要远离凸透镜。10.前方 凹透镜感悟广东中考感悟广东中考1.如图8所示2.如图9所示 3.如图10所示 课时作业五课时作业五基础强化基础强化1.D 2.C 3.A4.D 解析：解析：把蜡烛移到距离透镜36 cm的地方时，在光屏上观察到如图所示的倒立、缩小的实像，所以u2f，即362f，f18 cm，符合条件的选项是D。4.（1）凸透镜（2）左 左 5.后 变小 6.宇宙7.(1)B（2）大 减小（3）小王同学的实验过程不够全面。因为他只记录了像的大小，没有记录像的正倒，所以他的记录不够全面。（或只通过一块凸透镜成像的情况，要得到凸透镜成实像的规律，缺乏普遍性；或只研究了凸透镜成实像的情况，没有研究成虚像的情况等）。5.（1）凸透镜（2）右 放大（3）能 6.D 后 凸能力提升能力提升1.B 2.A 3.A 4.如图1所示 5.如图2所示6.（1）下（2）放大 左（3）左7.（1）乙 乙（2）丙（3）大于 发散