透镜及其应用讲义--生

教育学科教师讲义学员编号：年级：八年级课时数：学员姓名：辅导科目：物理学科教师：课题透镜及其应用授课日期及时段2017年7 月日教学目的 1.掌握透镜的结构、光线过透镜的规律。

凸透镜成放大、缩小的实像和成虚像的条件重难点 1.理解并会画透镜光路图。

2.能够解释照相机、幻灯机、放大镜的原理。

教学内容一、透镜的基本概念：1、透镜的特点（1）透镜：由透明玻璃做成，一面或两面磨成球面的光学元件。

（2）透镜的种类：凸透镜----中间厚边缘薄的透镜；凹透镜----中间薄边缘厚的透镜。

（3）主光轴与光心：主光轴----透镜上通过两个球心的直线；光心----每个透镜的主光轴上都有一个特殊的点，透过该点的光线传播方向不改变，这个点叫做光心。

用字母“O”表示。

（透镜中心可认为是光心）2、透镜对光线的作用（1）凸透镜：①凸透镜能使与主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫做凸透镜的焦点。

用字母“F”表示。

②焦点（F）到光心（O）的距离叫做焦距。

用“f”表示。

③凸透镜两侧各有一个焦点，且凸透镜两侧的焦距相等。

（2）凹透镜：①凹透镜能使与主光轴平行的光线通过凹透镜折射后变得发散，且发散光线的反向延长线都交于一点，这一点叫做凹透镜的虚焦点。

用字母“F”表示。

这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

②虚焦点（F）到光心（O）的距离叫做焦距。

用“f”表示。

③凹透镜两侧各有一个虚焦点，且凹透镜两侧的焦距相等。

3、透镜中的三条特殊光路（1）通过光心的光线不改变传播方向（2）对于凸透镜，平行于主光轴的光线经折射后通过它的焦点；对于凹透镜，平行于主光轴的光线经折射后，折射光线的反向延长线经过它的虚焦点。

（3）对于凸透镜，通过焦点的光线经折射后平行于主光轴；对于凹透镜，正向延长线通过虚焦点的光线经折射后平行于主光轴。

4、正确理解“会聚”与“发散”（1）由凸透镜对光线的作用图不难发现：焦距越小的透镜，对光线的会聚（发散）作用越强；（2）凸透镜：对光线有会聚作用，但不一定会聚到一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更靠近主光轴，使它的光束变窄。

凹透镜：对光线有发散作用，是指光线通过凹透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更远离主光轴，使经过它的光束变宽。

二、例题1、完成下图中的光路图．2、画出下图中未知的入射线、反射线、折射线或反射面的位置。

3、根据光线的方向，在下图的方框中填上适当的光学元件。

三、凸透镜中三条特殊光线的应用凸透镜的光路图中有三条特殊光线，它们的传播方向是特定的，掌握这三条光线的具体传播情况，不但对凸透镜的光路图的画法有帮助，同时对凸透镜成像规律的作图法得出有重要作用。

凸透镜三条特殊光线：（1）过光心的光线，其传播方向不改变；（2）平行主光轴的光线过焦点；（3）过焦点射向凸透镜的光线折射后将平行主光轴传播。

三条光线的传播方向如图1所示。

（1） 当2u f >时，2f v f <<，成倒立、缩小的实像物(uu 2f u u凸透镜（2） 当2u f =时，2v f =，成倒立、等大的实像（3） 当2f u f <<时，2v f >，成倒立、放大的实像（4） 当u f =时不能成像（5） 当u f <时成正立、放大的虚像四、凸透镜的成像规律物距 像的特点 像距 异同侧 应用u>2f 倒立 缩小 实像 f <v<2f 异侧 照相机、眼睛u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 异侧 物像距离最小f <u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 异侧 电影、投影仪、幻灯机u=f 不成像，得到一束平行光 车头灯、测凸透镜焦距u<f 正立 放大 虚像 同侧 放大镜六、实像和虚像的区别和联系比较实像虚像不同成像原理由实际光线会聚有实际光线的反向延长线会聚而成承接方式能用光屏承接不能用光屏承接相同都能用眼睛看到①口诀记忆:①一倍焦距分虚实（即物距在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像）；②二倍焦距分大小（即物距小二倍焦距，成放大的像，焦点除外；物距大于焦距成缩小的像）；③实像总是异侧倒立的，虚像总是同侧正立的。

②成像规律：无论物体成实像还是成虚像，只要物体向焦点靠近时，像就会逐渐变大，像距也变大；反之，物．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．体向着远离焦点处移动时，像就会逐渐变小，像距也变小。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．③注意：凸透镜在成实像时，像和物相比上下、左右均颠倒；像和物的运动方向也是上下相反，左右相反。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5、凸透镜成像实验时，烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中心。

若实验时无论怎样移动光屏都不能得到像，可能原因：①蜡烛在焦点以内；②蜡烛在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到透镜的距离稍大于焦距，成像在很远处，光屏无法移到该处。

七、照相机、幻灯机、放大镜照相机原理:照相机的镜头相当于一个凸透镜,当物体到镜头的距离大于二倍焦距时,底片上就成了一个倒立、缩小的实像。

物体离照相机越远,底片上成的像越小,而镜头离底片越近.幻灯机和投影仪原理：幻灯机和投影仪的镜头相当于一个凸透镜，当物体到凸透镜的距离在大于一倍焦距，小于二倍焦距时，成倒立、放大、实像。

放大镜(3）放大镜：①焦距较短的凸透镜（焦距较短）；②成立的性质：正立的、放大的虚像。

注 意 点：所谓放大、缩小是像的大小与物体大小比较。

变大、变小是物距不同时，像与像的大小比较。

像的倒立、正立是指像的上下位置与物体的上下位置比较是否颠倒，并不是生活中的“倒立”、“正立”。

八、近视眼和远视眼（1）近视眼（2）远视眼 小 结1、照相机是利用凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像的原理制成的。

2、幻灯机是利用物体在凸透镜2倍焦距到焦距之间时，成倒立、放大的实像的原理制成的。

3、放大镜是利用物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像的原理制成的。

九、例题解析（一）、连线题：将下列光学仪器与其他相应的成像情况用线连起来。

照相机 成正立、放大的虚像幻灯机 成倒立、缩小的实像放大镜 成倒立、放大的实像平面镜 成正立、等大的虚像（二）、作图题1、完成下图的光路图2、请在方框内填入适当的面镜或透镜（每个方框内只允许有一个光学元件）远处物体通过晶状体所成的像在视网膜的前面，此时应该配戴凹透镜，使像点向后移，恰好能落在视网膜上。

近处物体通过晶状体所成的像在视网膜的后面，此时应该配戴凸透镜，使像点向前移，恰好能落在视网膜上。

（三）、填空题1：如图所示，一块玻璃砖,按砖内曲线方式将其分为A 、B 两部分， 部分相当于凸透镜，对光线有 作用， 部分相当于凹透镜，对光线有 作用。

2、如图所示，鱼缸中有一条小鱼，而眼睛从A 点可以观察到两条，一条鱼的位置较浅，另一条鱼变大，前者是由于 形成的 像，（填“实”或“虚”）；后者是由于鱼缸的 侧部分（填“右”或“左”）相当于放大镜，从而形成的 像（填“实”或“虚”）。

3．小磊在探究物距大于1倍焦距时凸透镜的成像规律。

他将不同的凸透镜A 、B 和C （f A ＞f B ＞f C ）固定在光具座上35cm 刻度线处，将点燃的蜡烛放置在光具座上5cm 刻度处，移动光屏使烛焰在光屏上成清晰的像，如图13（a ）、（b ）和（c ）所示。

请仔细观察图13中的实验操作过程和实验现象，归纳得出初步结论。

⑴分析比较图13（a ）或（b ）或（c ）可得的初步结论是： （21） 。

⑵分析比较图13（a ）和（b ）和（c ）可得的初步结论是： （22） 。

(四）、选择题1、凸透镜对光有会聚作用的是（ ）A 、将会聚的光通过凸透镜后变成平行光B 、只有平行于主光轴的光才会有会聚作用C 、对任何光都有会聚作用D 、对不平行于主光轴的光会有发散作用2．下列光学仪器中，成倒立、放大、实像的是 ( ）A ．放大镜B ．潜望镜C ．投影仪D ．照相机3．下列三件光学仪器中，能使光的传播方向发生改变的 （ ）①平面镜 ②凸透镜 ③凹透镜A 只有①。

B 只有①和②。

C 只有①和③。

D 有①、②、③。

4．人眼球中的晶状体相当于凸透镜，若要在视网膜上成清晰的像，眼睛离物体的距离应 ( )A ．大于一倍焦距B ．大于两倍焦距C ．大于一倍焦距，小于二倍焦距D ．小于一倍焦距5．在做“探究凸透镜成像实验”时，将焦距为10cm 的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示．则在光屏上（ ）图13（a ） 图13（c ）图13（b ） A B CA．成倒立放大的实像B．成倒立缩小的实像C．光屏上不会得到像D．像距大于10cm小于20cm6、照集体相时，发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员都进入镜头，应该采取（）A、人不动，照相机离人远一些，镜头往里缩一些B、人不动，照相机离人近一些，镜头往里缩一些C、人不动，照相机离人近一些，镜头往前伸一些D、镜头和照相机都不动，人站近一些7、投影仪是教学中常用的设备，下面关于投影仪的叙述错误的是（）A、平面镜的作用是改变光的传播方向B、屏幕表面粗糙，有利于光发生漫反射C、物体在屏幕上成的像是一个放大的虚像D、若使屏幕上的像变大，应该使镜头靠近投影片8．如图所示，烛焰在光屏上成清晰的像．当把蜡烛向左移动一段距离，要在光屏上再次成一个清晰的像，应该（）A．保持凸透镜不动，光屏向左移B．保持凸透镜不动，光屏向右移C．保持凸透镜和光屏都不动D．以上说法都不对（三）、实验题1．小晨进行探究凸透镜成像规律实验，当蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示位置时，光屏上恰好能成清晰的像．（1）此时，烛焰在光屏上所成像的性质是．（2）将蜡烛向左移动，要在光屏上再次得到清晰的像，应将光屏向移动．2. 某小组同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时，他们都将凸透镜放置于光具座的A点（50厘米刻度处）且保持不变，如图13所示。

现有焦距为10厘米或15厘米的凸透镜可选择。

①一位同学将点燃的蜡烛放在凸透镜的一侧，在光具座另一侧68厘米刻度处的光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则凸透镜的焦距可能是(5) 厘米。

②另一位同学先后两次将点燃的蜡烛放在图13中距B点6厘米处（B点位置为30厘米刻度处），在凸透镜的(6) （选填“左”或“右”）侧移动光屏，可在光屏上得到大小不同的两个像。

比较两次所成的像，当蜡烛置于光具座上(7) 厘米刻度处时所成的像较小，凸透镜的焦距可能是(8) 厘米。

图13十、课后练习1．透镜可以分为两种：一种为中间厚，边缘薄的，叫做____，它能使光线____；另一种为中间薄，边缘厚的，叫做____，它能使光线____．2.下图所示的六个透镜中，属于凹透镜的是______.3．凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做____，焦点到光心的距离叫做____．4、图3－2中正确表示了光通过透镜的是( A )5．人们常用手机进行“自拍”，手机的镜头相当于一个凸透镜；“自拍”时，手机镜头到人的距离应大于透镜的二倍焦距（选填“大于”、“小于”或“等于”）．6.如图所示，画出图所示的光线通过透镜后的光路图．7、根据图中光通过透镜前后的方向，在图中填上适当类型的透镜。