《透镜及其应用》学案

3.1 透镜 要点梳理一、了解什么是凸透镜、凹透镜及其主光轴、光心。

1、如图3-1所示，属于凸透镜的有 ，属于凹透镜的有 （填序号）。

2、透镜的主光轴、光心，如图3-2，透镜的两个表面是球面的一部分，通过两个球心的直线叫透镜的 （CC′）；透镜中有一个特殊的点O ，凡是通过该点的光传播方向都不变，这个点叫 。

二、了解凸透镜、凹透镜对光的作用，了解透镜的焦点、焦距。

1、如图3-3，凸透镜对光有会聚作用；如图3-4，凹透镜对光有发散作用。

2、如图3-3，平行于凸透镜主光轴的光会聚在一点，这个点叫 ，常用大写字母 表示；如图3-4，平行于凹透镜主光轴的光，折射光的反向延长线（不是实际的光）会聚在一点，这个点同样叫焦点，只不过是虚焦点。

每个透镜都有两个焦点。

3、透镜的焦点到光心的距离叫 ，用小写字母 表示。

三、知道三条特殊光线及相关作图。

1、凸透镜：过光心的，传播方向不变；平行于主光轴的，过焦点；过焦点的，平行于主光轴。

如图3-5（上）。

2、凹透镜：过光心的，传播方向不变；平行于主光轴的，反向延长线过焦点；延长线过焦点的，与主光轴平行。

如图3-5（下）。

612 3 54图3-1 图3-3 图3-4 图3-2图3-53、向厚偏的特点：仔细观察图3-3、3-4、3-5，你一定能发现，不管是凸透镜还是凹透镜，折射光线总是向 （选填“厚”或“薄”）的一边偏折。

轻松演练1、凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用（填“会聚”或“发散”）。

三穗中学的同学用图3-6的方法测凸透镜焦距，由图可知该凸透镜的焦距是 。

2、舞台上用的一种追光灯，是由凸透镜和点光源组成的。

如果要产生平行的绿光，光源应放在凸透镜的 处，凸透镜上应贴 色的滤光片。

3、小芳同学在森林公园游玩时，看到一个丢弃的透明塑料瓶。

她想到，如果下雨使得瓶中进了水，就可能会成为森林火灾的元凶，于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒。

下雨使得瓶中进了水可能引起火灾的主要原因是（ ）A. 盛水后相当于一个凸透镜，对太阳光有会聚作用B. 盛水后相当于一个凸透镜，对太阳光有发散作用C. 盛水后相当于一个凹透镜，对太阳光有会聚作用D. 盛水后相当于一个凹透镜，对太阳光有发散作用4、图3-7的光路图中，正确的是（ ）5、会聚光束经过一凹透镜折射后（ ）A ．可能变成平行光束B ．可能变成发散光束C ．可能仍是会聚光束D ．以上情况都有可能6、在图3-8中画出恰当的透镜。

7、将图3-9、3-10中的光路补充完整。

图3-7 A B C D图3-6图3-8 图3-10 图3-9FF3.2 生活中的透镜要点梳理一、了解透镜在日常生活中的应用1、了解照相机的成像原理：利用凸透镜成立、的实像。

2、了解幻灯机（投影仪）成像原理：利用凸透镜成立、的实像。

3、了解放大镜的成像原理：利用凸透镜成立、的虚像。

二、会区别实像和虚像1、实像：实际的光聚成，可用屏幕承接，小孔成的像、照相机和投影仪（幻灯机）成的像都是实像。

2、虚像：光没有会聚，但眼睛沿着反射光或折射光的反方向看去，感觉光是从某个位置发出来的，这个位置所成的就是虚像，虚像实际是反射光或折射光的反向延长线聚成的。

虚像只是眼睛看得见，屏幕接不到。

平面镜和放大镜所成的像都是虚像。

趣味资料光圈指数中的规律用过照相机的朋友会发现几乎所有照相机镜头的光圈环上都刻有同一组光圈指数：1.4，2，2.8，4，5.6，8，11,16，22乍一看，这组光圈指数很不整齐，也不好记。

难道照相机的设计师要跟用户过不去吗？细心的朋友会发现，光圈指数不整齐，却有规律：每隔一个指数，数值都扩大2倍；相邻指数之比都约等于。

例如：1.4×≈2,2×≈2.8……为什么要这样设臵光圈指数呢?让我们先看看光圈跟光圈指数的关系吧。

调整光圈环，可以选择不同的光圈指数，从而改变镜头里面的光孔直径（光圈），以改变进入镜头的光的能量。

你会发现，光圈指数小时，光圈变大。

由于单位时间进入镜头的光的能量跟光孔面积成正比，即跟光孔直径平方成正比，而相邻指数之比都约等于，其相邻指数对应的光孔面积之比就约等于2。

现在，我们不难理解照相机设计师的一番苦心了：光圈指数不整齐，为的是使单位时间进入镜头的光的能量变化整齐，即每开大一挡光圈（光圈指数小一档），单位时间进入镜头的光的能量扩大2倍。

那么，为什么要调整光圈呢？我们知道，照相机是利用透镜成像的原理制成的，而像必须成在感光胶片上。

当快门打开后，感光胶片要接受一定的光能量（即底片正常曝光），才能得到好的底片。

进入镜头的光能首先取决于被摄景物的亮度，而被摄景物的亮度既千差万别，又千变万化。

要使曝光正常，就要根据景物亮度的不同来控制进入镜头的光能量。

控制进入镜头的光能量通常靠调节光圈和快门速度来实现的。

前面说过，光圈大小可以控制单位时间进入镜头的光的能量，而快门速度可以控制光进入镜头的时间。

在拍摄运动的对象时，如果快门速度太慢，拍出的照片就会模糊不清。

提高了快门速度，光进入镜头的时间就变短，只有相应地调大光圈（减少光圈指数），以便加大单位时间进入镜头的光的能量，才能保证获得正常的曝光量。

照相机的快门速度的级别也是按2倍关系设臵的：250,125,60,30,15……分别代表1/250秒,1/125秒,1/60秒,1/30秒,1/15秒……于是，快门速度每改变一级，光进入镜头的时间变化2倍。

正因为光圈指数和快门速度的级别都是按照2倍关系设臵的，才会给用户调节带来方便：如果用户选快门速度为60（1/60秒），光圈指数为11时，底片正常曝光，那么，当他根据需要（如拍摄较快运动的物体）将快门速度改变为125（比原来大一级）时，只需将光圈指数调整为8（光圈也比原来开大一挡），底片依然正常曝光。

现代的照相机，大多是用电子装臵自动控制曝光量的，其依据也是这个道理，只不过用户不必去反复调节光圈和快门就是了。

轻松演练1、照相机的镜头是由几个镜片组成的，它相当于一个____________。

景物到镜头的距离比镜头到底片的距离是________（大或小），底片上成倒立缩小的____________。

2、如图3-11是一台投影仪的示意图，其中A是____________，它的作用是改变光的传播方向；B是____________，它在投影仪上所起的作用是____________。

3、小明用放大镜观察蚂蚁时，透过放大镜看到的是蚂蚁正立、____________的虚像。

有时他把电视机遥控器的红外线发射窗对着电视机对面墙壁发射，也能控制电视机，这是利用了光的____________现象。

4、小明在他家的写字台玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看过去，他发现压在台板下报纸上的文字变大了。

这是由于此时的水滴相当于—个____________，报纸上的文字经过水滴折射后形成一个放大的____________ (填“实”或“虚”)像。

5、用幻灯机放映幻灯片时，银幕上出现的是正常画面，但若有一个小虫正好飞落在凸A.几乎无影响B.画面上有只小虫C.画面上有小虫，但不清晰D.画面变得模糊6、拍摄照片时，利用了凸透镜能成（）A.放大、倒立的实像B.缩小、倒立的实像C.缩小、倒立的虚像D.缩小、正立的实像图3-117、关于投影仪中螺纹透镜组的作用，错误的是（）A.使光线会聚B. 起聚光镜的作用C. 相当于一个焦距比较短的凸透镜D. 使射向投影片的光亮度减弱3.3 探究凸透镜成像的规律 要点梳理一、理解凸透镜成像的规律1、凸透镜成像的五种情况 物距与焦距的关系 像的性质像距 应用实例 正倒 大小 实虚u>2f 倒立 缩小 实像2f> v>f 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 u=2f 找焦距 2f>u>f 倒立 放大 实像v>2f 幻灯机和投影仪 u=f 不 成 像u<f 正立 放大 虚像放大镜2、利用图形识记①如图3-12所示凸透镜，O 为光心，F 为焦点，2F 为二倍焦距处。

分区：一区：小于焦距，即O 、F 两点之间；二区：大于焦距、小于二倍焦距，即F 、2F 两点之间；三区：大于二倍焦距，即2F 点以外。

②成像规律 物三像二倒小实； 物二像三倒大实； 物一同侧正大虚；一焦分虚实，二焦分大小：F 是实像虚像的分界点 ，2F 是放大、缩小像的分界点。

二、初步获得提出问题的能力，体验科学探究的全过程和方法，学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

趣味资料透镜在水底下把双凸透镜（放大镜）浸在水里，然后隔着它看水里的物体。

这个简单的实验你做过没有？在做的时候你一定会吃惊：放大镜在水里几乎不起放大作用了！你也可以把一块“缩小”镜（双凹透镜）放在水里，这时候它好像也几乎失掉了缩小的能力。

如果你用来做实验的不是水，而是一种折射率比玻璃大的液体，那末双凸透镜反而会缩小物体，双凹透镜反而会放大物体。

可是如果你回想一下光线折射的原理，那你就不会对这些现象而吃惊了。

双凸透镜在空气里能够放大，是因为玻璃的折射率比周围空气的折射率大。

然而玻璃和水的折射率相差不多：所以如果你把玻璃透镜放在水里，光线从水里进入玻璃的时候，就不会偏图3-12 2F F O 2F F 一区 一区 二区 二区 三区 三区图3-13折得很利害。

由于这个缘故，放大透镜到了水里，它的放大能力就要比它在空气里的时候小得多，而缩小透镜的缩小能力同样也要小得多。

有一些液体，折射率比玻璃大，所以“放大”镜在这种液体里会缩小物体，“缩小”镜会放大物体。

空心透镜（说得正确些就是空气透镜）在水里也起着同样的作用：凹的会放大，凸的会缩小。

潜水员用的眼镜正是这种空心透镜（图3-13）。

轻松演练1、小阳同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像的规律”的实验，如图所示。

（1）要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向（填“上”或“下”）调整；（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜30cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是cm；（3）接着使烛焰向左移动5cm，此时应该将光屏向（填“左”或“右”）移到某一位置，才能在屏上得到一个清晰的、的实像。

图3-15图3-142. 在“探究凸透镜成像的规律”的实验当中，凸透镜、烛焰和光屏放在如图所示的A、B、C三个位置时，光屏上呈现一个缩小的像，则在A点位置放的是，在B点位置放的是，在C点位置放的是。

3. 在“观察凸透镜成像”的实验中，光屏上已成清晰、缩小的像。

当烛焰向凸透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应（选填“靠近”或“远离”）凸透镜。

若要观察到烛焰放大的虚像，烛焰到凸透镜的距离应它的焦距。

4、图3-16表示平面镜和凸透镜成像情况的图中，正确的是（）图3-165. 将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上承接到一个很小、很亮的光斑。