《透镜及其应用》上课课件.ppt

第三章第三章 透镜及其应用透镜及其应用3/9/20231透镜透镜生活中的透镜生活中的透镜成像规律成像规律显微镜望远镜显微镜望远镜眼睛和眼镜眼睛和眼镜生活中的透镜生活中的透镜 近视眼镜和远视眼镜近视眼镜和远视眼镜与本章有相似处的凸凹面镜与本章有相似处的凸凹面镜 凸面镜凸面镜 凹面镜凹面镜 发散作用发散作用 会聚作用会聚作用对光的对光的作用？作用？3/9/20233仔细观察下图凸透镜和凹透镜，并给予定义。仔细观察下图凸透镜和凹透镜，并给予定义。凸透镜凸透镜 凹透镜凹透镜凸透镜凸透镜：中间厚，边缘薄：中间厚，边缘薄 远视镜远视镜凹透镜凹透镜：中间薄，边缘厚：中间薄，边缘厚 近视镜近视镜3/9/20234一、中间一、中间厚厚，边缘，边缘薄薄的透镜叫的透镜叫凸透镜凸透镜；中间中间薄薄，边缘，边缘厚厚的透镜叫的透镜叫凹透镜凹透镜。例例1、下列各图中是属于凸透镜有：下列各图中是属于凸透镜有：，属于凹透镜有：属于凹透镜有：。例例2、远视镜片是、远视镜片是透镜；透镜；近视镜片是近视镜片是透镜。透镜。ACDBEF凹凹凸凸3/9/20235镜片的两个表面是球面的一部分。镜片的两个表面是球面的一部分。凸透镜和凹透镜的示意图凸透镜和凹透镜的示意图主光轴主光轴：透镜上通过两个球心的直线：透镜上通过两个球心的直线CCCC，简称主轴，简称主轴光心光心：通过该点的光，：通过该点的光，传播方向不变传播方向不变3/9/20236透镜对光的作用透镜对光的作用:凸凸透镜透镜对光对光有有会聚会聚作用作用凹凹透镜透镜对光对光有有发散发散作用作用3/9/20237o o焦点和焦距焦点和焦距:O O焦点焦点 F F f f焦距焦距 f fF F虚焦点虚焦点 F F F Ff f虚焦距虚焦距 f f3/9/20238F FF F过凸透镜焦点的光线经过凸透镜焦点的光线经折射后与主光轴平行折射后与主光轴平行射向凹透镜另一射向凹透镜另一侧焦点的光线，侧焦点的光线，经折射后与主光经折射后与主光轴平行轴平行可逆光路可逆光路:3/9/20239F FF Fo oO OF FF F三条特殊光线三条特殊光线:3/9/202310二、凸透镜对光有二、凸透镜对光有会聚会聚作用，凹透镜对光有作用，凹透镜对光有发散发散作用。作用。例例1 1、画出下列各图的折射光线或入射光线。画出下列各图的折射光线或入射光线。3/9/202311例例2、请根据光线的折射规律确定透镜的类型。请根据光线的折射规律确定透镜的类型。3/9/202312三、探究凸透镜成像的规律三、探究凸透镜成像的规律3/9/2023133/9/202314实验器材：实验器材：凸透镜，光具座，蜡烛，火柴、凸透镜，光具座，蜡烛，火柴、光屏光屏实验步骤：实验步骤：1、测定凸透镜的焦距、测定凸透镜的焦距f=。（便于研究物距，像距与焦距之间的（便于研究物距，像距与焦距之间的关系）关系）3/9/2023152、把点燃的蜡烛、凸透镜，光屏依次放在、把点燃的蜡烛、凸透镜，光屏依次放在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度使它光具座上，调节凸透镜和光屏的高度使它们的中心和们的中心和烛焰的中心烛焰的中心大致在同一高度。大致在同一高度。（目的：使烛焰经透镜所成的像在（目的：使烛焰经透镜所成的像在光屏的中间。）光屏的中间。）3/9/202316小结：凸透镜成像的五种情小结：凸透镜成像的五种情况况1.当当u2f时，成时，成倒立、缩小的实象倒立、缩小的实象，且，且fv2f。2.当当u=2f时，成时，成倒立、等大的实象倒立、等大的实象，且，且v=2f。3.当当fu2f。4.当当u=f时，不成象。时，不成象。5.当当uf时，成时，成正立、放大正立、放大的虚象。的虚象。3/9/202317分析凸透镜成像的特点：物体到凸透镜的距离（物距）像到凸透镜的距离（像距）像的情况 u v正立、倒立放大、缩小虚像、实像u2f2f v f倒立缩小实像u=2fV=2f倒立等大实像2f uf v 2f倒立放大实像uf 正立放大虚像u=f不成像3/9/2023181.1.当物距当物距大于大于2 2倍焦距时成倒立、缩小的实像，此时像距在倍焦距时成倒立、缩小的实像，此时像距在1 1倍焦距和倍焦距和2 2倍焦距之间；倍焦距之间；2.2.当物距等于当物距等于2 2倍焦距时成倒立、等大的实像，此时像距等于倍焦距时成倒立、等大的实像，此时像距等于2 2倍焦距；倍焦距；3.3.当物距大于当物距大于1 1倍焦距小于倍焦距小于2 2倍焦距时成倒立、放大的实像，倍焦距时成倒立、放大的实像，此时像距在此时像距在2 2倍焦距以外；倍焦距以外；4.4.物距等于物距等于1 1倍焦距时不成像；倍焦距时不成像；5.5.物距小于物距小于1 1倍焦距时成正立、放大的虚像，此时像距大于物倍焦距时成正立、放大的虚像，此时像距大于物距。距。结结 论论3/9/202319记忆口诀：记忆口诀：一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，一焦分虚实，二焦分大小；实像异侧倒，物物近像远大；虚像在同侧，正立且放大。近像远大；虚像在同侧，正立且放大。物象：物象：我（我（物物）进敌（）进敌（像像）退，敌（）退，敌（像像）进我（）进我（物物）退退教你怎样记住它教你怎样记住它3/9/2023201.当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像总当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像总是放大的？是放大的？2.当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像总当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像总是实像？是实像？3.若用纸把透镜挡住一半，所成像怎么若用纸把透镜挡住一半，所成像怎么变？变？4.当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像是当物距满足什么条件时，凸透镜所成的像是虚像？虚像？uf或或fu2fuf像大小不变，只是亮度变暗像大小不变，只是亮度变暗 u2f u2f 物距：物距：fu2ffu2f物距：物距：ufuf实验器材：蜡烛，凸透镜，白色硬纸板实验器材：蜡烛，凸透镜，白色硬纸板3/9/202334照相机照相机倒立，缩小倒立，缩小与镜头远与镜头远实像实像投影仪投影仪倒立，放大倒立，放大与镜头近与镜头近实像实像放大镜放大镜正立，放大正立，放大与镜头远与镜头远虚像虚像物距物距u u 焦距焦距ff思考与分析：思考与分析：像的虚实像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？虚像？像的大小像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？像的正侧像的正侧：凸透镜所成的像有没有正立的虚像？有没有倒：凸透镜所成的像有没有正立的虚像？有没有倒立的虚像？立的虚像？3/9/202335把高把高2 cm2 cm的发光棒立于焦距为的发光棒立于焦距为5 cm5 cm的凸透镜前，在凸透镜后的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了的光屏上成了4 cm4 cm高的像，物体离凸透镜的距离可能是高的像，物体离凸透镜的距离可能是（）A A 7 75 cm5 cmBB12125 cm5 cmCC 4 45 cm5 cmDD10 cm10 cm课堂练习及时链接课堂练习及时链接分析：由已知条件分析：由已知条件“在凸透镜后的光屏上在凸透镜后的光屏上成了成了4 cm4 cm高的像高的像”，可以得到该像是放大，可以得到该像是放大倒立，所以和投影仪成像原理一样。倒立，所以和投影仪成像原理一样。物距物距像距像距像的性质像的性质应用应用fu2ffu2fv2fv2f倒立放大实像倒立放大实像投影仪投影仪3/9/202336眼睛眼睛：眼睛中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜眼睛中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜。它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把信号传输给大脑。视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把信号传输给大脑。看远处物体时看远处物体时，睫状肌，睫状肌放松，晶状体比较薄（焦距放松，晶状体比较薄（焦距长，偏折弱）。长，偏折弱）。看近处物体时看近处物体时，睫状肌，睫状肌收缩，晶状体比较厚（焦距收缩，晶状体比较厚（焦距短，偏折强）。短，偏折强）。3/9/202337 看远处物体时看远处物体时，睫状肌放松，晶状体比较薄（焦距长，睫状肌放松，晶状体比较薄（焦距长，偏折弱）。偏折弱）。看近处物体时看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体比较厚（焦距短，睫状肌收缩，晶状体比较厚（焦距短，偏折强）。偏折强）。正常的眼睛调节正常的眼睛调节3/9/202338近视的表现近视的表现：能看清近处的物体，看不清远处的物体。：能看清近处的物体，看不清远处的物体。近视的原因近视的原因：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向太长，致使远处物体的像成在视网膜前。太长，致使远处物体的像成在视网膜前。近视的矫治近视的矫治：佩戴凹透镜。：佩戴凹透镜。近视眼成像于视网膜前近视眼成像于视网膜前矫正后矫正后3/9/202339远视的表现远视的表现：能看清远处的物体，看不清近处的物体。：能看清远处的物体，看不清近处的物体。远视的原因远视的原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球前后方向：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球前后方向太短，致使远处物体的像成在视网膜后。太短，致使远处物体的像成在视网膜后。远视的矫治远视的矫治：佩戴凸透镜。：佩戴凸透镜。近视眼成像于视网膜后近视眼成像于视网膜后矫正后矫正后3/9/202340例例1、6月月6日为全国日为全国“爱眼日爱眼日”。右图中表示某二人看物。右图中表示某二人看物体时的光路图，要在视网膜上成清晰的像，甲体时的光路图，要在视网膜上成清晰的像，甲_眼，需眼，需配戴配戴_镜矫正，乙镜矫正，乙_眼，需配戴眼，需配戴_镜矫正。镜矫正。例例2、立竿见影、小孔成像、日食、月食是光的立竿见影、小孔成像、日食、月食是光的，倒影、平面镜成像是光的倒影、平面镜成像是光的，水中的筷子变弯、池，水中的筷子变弯、池水变浅、放大镜成像、海市蜃楼是光的水变浅、放大镜成像、海市蜃楼是光的。近视近视凹透凹透远视远视凸透凸透直线传播直线传播反射反射折射折射3/9/2023413/9/202342显微镜显微镜 一般的放大镜，放大的倍数有限，一般的放大镜，放大的倍数有限，想要看清楚动物的细胞等非常小的物想要看清楚动物的细胞等非常小的物体，就是用显微镜。体，就是用显微镜。显微镜镜筒的两端各有一组透镜，显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做靠近眼睛的凸透镜叫做目镜目镜靠经被观察物体的凸透镜叫做靠经被观察物体的凸透镜叫做物镜。物镜。3/9/202343物镜和目镜的作用物镜和目镜的作用1.1.物镜的作用：来自被观察物体物镜的作用：来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像像，道理就像投影仪的镜头成像一样一样2.2.目镜的作用：像一个普通的放目镜的作用：像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次大镜，把这个像再放大一次3/9/202344望远镜望远镜望眼镜由两组凸透镜组成的。望眼镜由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的叫做目镜靠近眼睛的叫做目镜靠近被观察物体的叫做物镜靠近被观察物体的叫做物镜物镜的作用：是的远处的物体在焦点附近成实像物镜的作用：是的远处的物体在焦点附近成实像目镜的作用：相当于一个放大镜，用来使这个像放大目镜的作用：相当于一个放大镜，用来使这个像放大3/9/202345