第五章 透镜及其应用.ppt

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1、第五章透镜及其应用一、透镜一、透镜1.1.凸透镜和凹透镜凸透镜和凹透镜:(1)(1)凸透镜凸透镜:中间中间_,_,边缘边缘_。(2)(2)凹透镜凹透镜:中间中间_,_,边缘边缘_。厚厚薄薄薄薄厚厚2.2.对光的作用对光的作用:(1)(1)凸透镜凸透镜:对光有对光有_作用作用,又叫又叫_透镜。透镜。(2)(2)凹透镜凹透镜:对光有对光有_作用作用,又叫又叫_透镜。透镜。会聚会聚会聚会聚发散发散发散发散二、凸透镜成像规律及其应用二、凸透镜成像规律及其应用1.1.实像和虚像实像和虚像:(1)(1)实像实像:实际光线实际光线会聚而成会聚而成,_,_呈现在光屏上。呈现在光屏上。(2)(2)虚像虚像:实际

2、光线的反向延长线相交而成实际光线的反向延长线相交而成,_,_呈现呈现在光屏上。在光屏上。能能不能不能2.2.凸透镜成像规律凸透镜成像规律:项目项目物距物距像的特点像的特点(正倒、正倒、大小、虚实大小、虚实)像距像距与物的与物的位置位置关系关系应用应用u2fu2f_fv2ffv2f异侧异侧_u=2fu=2f_v=2fv=2f异侧异侧测焦距测焦距fu2ffu2fv2f异侧异侧_倒立、缩倒立、缩小的实像小的实像照相机照相机倒立、等倒立、等大的实像大的实像倒立、放倒立、放大的实像大的实像投影仪投影仪 项目项目物距物距像的特点像的特点(正正倒、大小、虚倒、大小、虚实实)像距像距与物的与物的位置位置关系关

3、系应用应用u=fu=f不成像不成像获得平获得平行光束行光束ufu”“=”“=”或或“”)”)。会聚会聚 2.2.如图所示如图所示,找到一个圆柱形的玻找到一个圆柱形的玻璃瓶璃瓶,里面装满水里面装满水,把一支铅笔水把一支铅笔水平放在平放在玻璃瓶的一侧玻璃瓶的一侧,透过玻璃瓶透过玻璃瓶,可以看到那支铅笔可以看到那支铅笔的形状的形状_(_(选填选填“不变不变”或或“变化变化”););把铅笔由靠把铅笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时,透过玻璃瓶会透过玻璃瓶会看到铅笔尖会逐渐看到铅笔尖会逐渐_(_(选填选填“变长变长”或或“变短变短”)。变化变化变长变长3.3.如图所示

4、如图所示,人的眼球好像一架人的眼球好像一架照相机照相机,晶状体和角膜晶状体和角膜的共同作用相当于一个的共同作用相当于一个_,_,视网膜相当于视网膜相当于_,_,外外界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。界物体在视网膜上所成的像是倒立、缩小的实像。凸透镜凸透镜光屏光屏4.4.如图所示望远镜如图所示望远镜,物镜的作用是使远处物镜的作用是使远处的物体在焦的物体在焦点附近成一个点附近成一个_像像,目镜相当于一个目镜相当于一个_,_,使这个实像成一个使这个实像成一个_像。像。倒立、缩小的实倒立、缩小的实放大镜放大镜正立、放大的虚正立、放大的虚5.5.如图所示如图所示,投影仪的镜头相当于一个投影仪的

5、镜头相当于一个_,_,来自来自投影片的光通过镜头形成一个投影片的光通过镜头形成一个_像。像。要使屏幕上的像大一些要使屏幕上的像大一些,应使投影片离镜头应使投影片离镜头_一些一些,同时屏幕离镜头同时屏幕离镜头_一些。一些。凸透镜凸透镜倒立、放大的实倒立、放大的实近近远远6.6.如图是凸透镜成虚像的情景如图是凸透镜成虚像的情景,欲使看到的像大一些欲使看到的像大一些,应使蜡烛应使蜡烛_(_(选填选填“靠近靠近”或或“远离远离”)凸透镜一凸透镜一些些,所成的像所成的像_(_(选填选填“能能”或或“不能不能”)呈现在光呈现在光屏上。屏上。远离远离不能不能考点考点1 1 透镜的特殊光线透镜的特殊光线光线光

6、线透镜透镜平行于主光平行于主光轴轴通过焦点或延通过焦点或延长线经过另一长线经过另一侧焦点侧焦点过光心过光心折折射射后后凸凸透透镜镜通过焦点通过焦点 与主光轴平行与主光轴平行 方向不变方向不变 光线光线透镜透镜平行于主光平行于主光轴轴通过焦点或延通过焦点或延长线经过另一长线经过另一侧焦点侧焦点过光心过光心折折射射后后凹凹透透镜镜反向延长线反向延长线过另一侧的过另一侧的焦点焦点 与主光轴平行与主光轴平行 方向不变方向不变 【规避失分点规避失分点】(1)(1)实际光线画实线实际光线画实线,光线的延长线或反向延长线画虚光线的延长线或反向延长线画虚线。线。(2)(2)过焦点的光线过焦点的光线,光线一定要

7、延长到焦点处。光线一定要延长到焦点处。(3)(3)光线要带箭头光线要带箭头,入射光线与折射光线之间不能断开。入射光线与折射光线之间不能断开。光线在透镜里传播时也不可以断开。光线在透镜里传播时也不可以断开。【典例典例1 1】(2017(2017新疆中考新疆中考)请画出图中两条光线通请画出图中两条光线通过凸透镜经凸透镜折射后的光线。过凸透镜经凸透镜折射后的光线。【精讲精析精讲精析】本题考查凸透镜特殊光线的作图。过光本题考查凸透镜特殊光线的作图。过光心的光线传播方向不变心的光线传播方向不变;平行于主光轴的光线经凸透平行于主光轴的光线经凸透镜折射后折射光线过焦点。镜折射后折射光线过焦点。答案答案:如图

8、所示如图所示:【典例典例2 2】(2016(2016永州中考永州中考)如图所示如图所示,请在图中作出请在图中作出两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。两条入射光线经凹透镜折射后的折射光线。【精讲精析精讲精析】本题考查凹透镜光线作图。过光心的光本题考查凹透镜光线作图。过光心的光线传播方向不变线传播方向不变,过虚焦点的光线过虚焦点的光线,过透镜后平行于主过透镜后平行于主光轴。光轴。答案答案:如图所示如图所示 考点考点2 2 凸透镜成像规律及应用凸透镜成像规律及应用1.1.三条成像规律及应用的比较三条成像规律及应用的比较:说明说明:当当u=2fu=2f时时,v=2f,v=2f,成倒立等大的实像。成倒

9、立等大的实像。2.2.两个分界点两个分界点:(1)(1)一倍焦距分虚实一倍焦距分虚实,内虚外实。一倍焦距处是实像、内虚外实。一倍焦距处是实像、虚像的分界点虚像的分界点,物体在一倍焦距以内物体在一倍焦距以内,成的是虚像成的是虚像;在在一倍焦距以外一倍焦距以外,成的是实像。成的是实像。(2)(2)二倍焦距分大小二倍焦距分大小,远小近大。二倍焦距处是放大实远小近大。二倍焦距处是放大实像和缩小实像的分界点像和缩小实像的分界点,物体在一倍焦距与二倍焦距物体在一倍焦距与二倍焦距之间之间,成的是放大的实像成的是放大的实像,在二倍焦距之外成的是缩小在二倍焦距之外成的是缩小的实像。的实像。3.3.成实像和虚像时

10、的变化规律成实像和虚像时的变化规律:(1)(1)成实像时成实像时:物距减小物距减小 (变大变大)即即:物近像远像变大物近像远像变大,物远像近像变小。物远像近像变小。像距变大像距变大(变小变小)像变大像变大(变小变小)(2)(2)成虚像时成虚像时:物距减小物距减小 (变大变大)即即:物近像近像变小物近像近像变小,物远像远像变大。物远像远像变大。像距变小像距变小(变大变大)像变小像变小(变大变大)4.4.照相机、投影仪和放大镜成像大小的调节照相机、投影仪和放大镜成像大小的调节:(1)(1)照相机、投影仪照相机、投影仪:物体越靠近镜头物体越靠近镜头,成的像越大成的像越大,成成像范围减小像范围减小,像

11、距增大。像距增大。(2)(2)放大镜放大镜:在在1 1倍焦距内倍焦距内,物体远离透镜物体远离透镜,成的像越大。成的像越大。【典例典例3 3】(2017(2017郴州中考郴州中考)如图所示是小明进行探究如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”实验时的情景示意图实验时的情景示意图,烛焰位于距烛焰位于距透镜透镜1.51.5倍焦距处倍焦距处,并在光屏上得到清晰的像。工作原理并在光屏上得到清晰的像。工作原理与此成像规律相同的光学器件是与此成像规律相同的光学器件是()A.A.照相机照相机B.B.放大镜放大镜C.C.投影仪投影仪D.D.潜望镜潜望镜【精讲精析精讲精析】选选C C。由题知。由题知

12、,烛焰位于距透镜烛焰位于距透镜1.51.5倍焦倍焦距处距处,即物距大于一倍焦距而小于二倍焦距即物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,由凸透镜由凸透镜成像规律可知成像规律可知,此时成倒立、放大的实像此时成倒立、放大的实像,幻灯机、投幻灯机、投影仪都是根据这个原理制成的。影仪都是根据这个原理制成的。【典例典例4 4】(2017(2017常州中考常州中考)用手机看视频用手机看视频,图像太小图像太小,屏幕放大器屏幕放大器(凸透镜凸透镜)来帮忙来帮忙,小明通过透镜可看到放小明通过透镜可看到放大了的图像大了的图像,如图所示如图所示,手机距离透镜手机距离透镜15cm,15cm,凸透镜的凸透镜的焦距可能为世纪金榜导

13、学号焦距可能为世纪金榜导学号59944052(59944052()A.20cmA.20cmB.15cmB.15cmC.10cmC.10cmD.5cmD.5cm【精讲精析精讲精析】选选A A。本题考查凸透镜成像的规律及其。本题考查凸透镜成像的规律及其应用应用,解答本题应掌握以下关键点解答本题应掌握以下关键点:关键点关键点1:1:明确手机相当于凸透镜成像的物体明确手机相当于凸透镜成像的物体;关键点关键点2:2:明确题中的物距明确题中的物距u=15cm;u=15cm;关键点关键点3:3:明确通过凸透镜看手机画面明确通过凸透镜看手机画面,凸透镜相当于凸透镜相当于放大镜放大镜,凸透镜成正立放大的虚像凸透

14、镜成正立放大的虚像;关键点关键点4:4:明确凸透镜成正立放大的虚像时明确凸透镜成正立放大的虚像时,uf,u15cmf15cm。【典例典例5 5】(2016(2016娄底中考娄底中考)某班同学在某班同学在“探究凸透镜探究凸透镜成像规律成像规律”实验中实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离记录并绘制了像到凸透镜的距离v v跟跟物体到凸透镜的距离物体到凸透镜的距离u u之间的图象之间的图象,如图所示如图所示,下列判断下列判断正确的是世纪金榜导学号正确的是世纪金榜导学号59944053(59944053()A.A.该凸透镜的焦距是该凸透镜的焦距是4cm4cmB.B.当当u=3.5cmu=3.5cm时时,

15、在光屏上能得到一个缩小的像在光屏上能得到一个缩小的像C.C.当当u=5cmu=5cm时成放大的像时成放大的像,投影仪就是根据这一原理制投影仪就是根据这一原理制成的成的D.D.把物体从距凸透镜把物体从距凸透镜3cm3cm处移动到处移动到8cm8cm处的过程中处的过程中,像像逐渐变小逐渐变小【精讲精析精讲精析】选选D D。由题图知。由题图知,当物距为当物距为4cm4cm时时,像距也像距也为为4cm,4cm,根据凸透镜成像的规律根据凸透镜成像的规律,物距等于物距等于2 2倍焦距时倍焦距时,成倒立等大的实像成倒立等大的实像,此时像距与物距相等此时像距与物距相等,所以所以2f=4cm,2f=4cm,则则

16、f=2cm,f=2cm,故故A A错误错误;f=2cm,2f=4cm,;f=2cm,2f=4cm,当当u=3.5cmu=3.5cm时时,物距物距处于处于f f和和2f2f之间之间,所以成倒立、放大的实像所以成倒立、放大的实像,B,B错误错误;当当物距物距u=5cmu=5cm时时,物距大于物距大于2 2倍焦距倍焦距,所以此时成倒立、所以此时成倒立、缩小的实像缩小的实像,照相机是利用这一原理制成的照相机是利用这一原理制成的,C,C错误错误;把把物体从距凸透镜物体从距凸透镜3cm3cm处移到处移到8cm8cm处的过程中处的过程中,物距逐渐物距逐渐增大增大,所以成的像逐渐减小所以成的像逐渐减小,故故D

17、 D正确。故选正确。故选D D。【备选例题备选例题】1.(20161.(2016内江中考内江中考)如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏如图所示是蜡烛通过凸透镜在光屏上的成像情况上的成像情况,以下器材利用这一成像原理的是以下器材利用这一成像原理的是()A.A.放大镜放大镜 B.B.电影放映机电影放映机C.C.照相机照相机 D.D.投影仪投影仪【精讲精析精讲精析】选选C C。由题图知。由题图知,成倒立、缩小的实像成倒立、缩小的实像,照相机是根据这个原理制成的。故选照相机是根据这个原理制成的。故选C C。2.(20162.(2016黔南中考黔南中考)小露同学在做小露同学在做“探究凸透镜成像探究凸透镜成像规

18、律规律”实验时实验时,出现了如图的情形出现了如图的情形,则凸透镜的焦距可则凸透镜的焦距可能是能是()A.3cmA.3cmB.6cm C.9cmB.6cm C.9cm D.20cm D.20cm【精讲精析精讲精析】选选C C。提取图形关键信息。提取图形关键信息:信息信息1:1:找物距找物距:由图可知由图可知,蜡烛距透镜为蜡烛距透镜为36.00cm,36.00cm,即物即物距为距为36.00cm36.00cm。信息信息2:2:找像距找像距:光屏距透镜为光屏距透镜为12.00cm,12.00cm,即像距为即像距为12.00cm12.00cm。信息信息3:3:确定成像特点确定成像特点:蜡烛通过透镜成倒

19、立缩小的实蜡烛通过透镜成倒立缩小的实像。则物距大于像。则物距大于2 2倍焦距倍焦距,即即2f36.00cm,2f36.00cm,即即f18cmf18cm。像距小于像距小于2 2倍焦距倍焦距,大于大于1 1倍焦距倍焦距,则则f12.00cm2f,f12.00cm6cmf6cm。综上。综上6cmf18cm6cmf2f,u2f,像距像距2fvf,2fvf,则光屏到凸透镜的距离小于烛焰则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离到凸透镜的距离,故故D D正确。故选正确。故选D D。(3)(3)当凸透镜的焦距相同当凸透镜的焦距相同,物距不同时物距不同时,像大小都不可像大小都不可能相同能相同,故故A A错误

20、错误;由由4 4、5 5、6 6次实验可知次实验可知,凸透镜的焦凸透镜的焦距由距由10cm10cm增大到增大到15cm15cm时时,像距由像距由15cm15cm增大到增大到30cm,30cm,则当则当物距相同物距相同,凸透镜的焦距越大时凸透镜的焦距越大时,像距越大像距越大,故故B B正确正确;由由4 4、5 5次实验可知次实验可知,物距都为物距都为30cm30cm时时,都成倒立、缩小都成倒立、缩小的实像的实像,则当物距相同则当物距相同,凸透镜的焦距不同时凸透镜的焦距不同时,所成像所成像的性质有可能相同的性质有可能相同,故故C C正确正确;由由1 1、2 2、3 3次实验可知次实验可知,凸透镜的

21、焦距相同凸透镜的焦距相同,物距由物距由12cm12cm增大到增大到15cm15cm时时,像距由像距由60cm60cm减小到减小到30cm,30cm,则当凸透镜的焦距相同则当凸透镜的焦距相同,且成放大的且成放大的实像时实像时,像距与物距之和随物距的增大而减小像距与物距之和随物距的增大而减小,故故D D正正确。故选确。故选A A。(4)(4)因为蜡烛有一定的体积因为蜡烛有一定的体积,把它放到焦点时把它放到焦点时,它有一它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间部分会在一倍焦距和二倍焦距之间,所以能看到放大所以能看到放大的像。的像。答案答案:(1)(1)光屏主光轴光屏主光轴(2)D(2)D(3)A(3)A

22、(4)(4)因为蜡烛有一定的体积因为蜡烛有一定的体积,把它放到焦点时把它放到焦点时,它有一它有一部分会在一倍焦距和二倍焦距之间部分会在一倍焦距和二倍焦距之间,所以能看到放大所以能看到放大的像。的像。【方法平台方法平台】利用观察法做好凸透镜成像规律的实验利用观察法做好凸透镜成像规律的实验(1)(1)观察仪器观察仪器:包括仪器的刻度包括仪器的刻度(测量仪器测量仪器)、构造、铭、构造、铭牌等方面的内容牌等方面的内容,如凸透镜的焦距。如凸透镜的焦距。(2)(2)观察实验观察实验:主要包括实验装置的安装、实验的操作主要包括实验装置的安装、实验的操作过程、实验的现象、实验的数据过程、实验的现象、实验的数据

23、(图象、表格图象、表格)等等,如如凸透镜、光屏、蜡烛三者在光具座上的位置及各仪器凸透镜、光屏、蜡烛三者在光具座上的位置及各仪器的调节的调节;像的性质和物距及像距的对应关系等。像的性质和物距及像距的对应关系等。(3)(3)定性观察定性观察:即对定性实验的观察。定性观察只能得即对定性实验的观察。定性观察只能得出出“有关有关”或或“某个物理量越大某个物理量越大,另一个物理量越大另一个物理量越大(或越小或越小)”)”的浅层次结论的浅层次结论,如像的大小变化与物距及如像的大小变化与物距及像距的关系。像距的关系。(4)(4)定量观察定量观察:即对定量实验的观察。必须要测量和分即对定量实验的观察。必须要测量和分析实验数据析实验数据,才可得出更高层次的结论才可得出更高层次的结论,如像距、物距如像距、物距的具体数据等。的具体数据等。