第13讲认识透镜

第十讲认识透镜
知识要点
知识点1透镜的种类
(1)透镜的类型
透镜是用透明物质制成的，表面是球面一部分。

按其厚薄的形状可分为两类。

透镜种类定义
川凸透镜中间一一,边缘―—的透镜
皿凹透镜边缘—―，中间―—的透镜
(2)透镜的基本概念
①主光轴：一般透镜是有两个球面相交而成的，连接这两个球面的球心的直线叫做每个透镜都有一条主光轴，用点线表示。

如图所示。

②光心：一般把透镜的中心称为光心，用字母“O”表示，其特点是通过它的光线—
凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后变得发散，且发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，所以叫做虚焦点，也用字母“F”表示，凹透镜两侧有两个对称的虚焦点，如图乙所示。

④焦距：光心O到的距离，叫焦距，用字母f”表示，一般同一个透镜两侧
的焦距相等。

如图所示。

【例1】在如图所示的透镜中，属于凸透镜的是____ ，它们共同的特点
是_______________ ；属于凹透镜的是_______ ，它们共同的特点是_______________ 。

(0
A B COE
变式训练1如图所示的两个透镜是()
A,都是向右凸出的，所以都是凸透镜C.a是凸透镜，b是凹透镜B,都有凹下去的一面，所以都是凹透镜D.B是凹透镜，a是凸透镜
③焦点：平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会会聚在一点，这个点叫做焦点，用字
知识点2透镜对光的作用
(1)凸透镜对光的会聚作用
①凸透镜的三条特殊光线
平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过_____ ，如图甲所示；经过焦点的光线经凸透镜折射后与主光轴_____ ，如图乙所示；通过光心的光线传播方向，如图丙所示。

甲乙丙
②凸透镜对光的会聚作用
凸透镜对光有作用，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
向传播下去更偏向主光轴，使光线变窄，变收缩。

a.凸透镜对平行光的会聚作用
凸透镜对光线有会聚作用，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到一上，如图甲所示。

.
甲乙
由于光在折射时光路是可逆的，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经过凸
透镜折射后将变为平行光，因此，利用镜可以产生平行光，如图乙所示。

b.凸透镜对非平行光的会聚作用
凸透镜对任何光线都有会聚作用会聚作用常常是指经透镜射出的光线相对于入射光线更“靠拢”主光轴，使它的光束变窄、变收缩。

不能将会聚作用理解成就是将光钱会聚于焦点，只有跟主光轴平行的光线经透镜后才能会聚在凸透镜的焦点上。

如图所示，甲图中，原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于焦点以内：乙图中，原来发散的光线经过凸透镜后会聚在焦点之外。

(2)凹透镜的发散作用
①凸透镜的三条特殊光线
平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线通过 __ ，如图甲所示；延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后与主光轴_____ ,如图乙所示；通过光心的光线传播方向。

如图丙所示。

②凹透镜对光的发散作用
凹透镜对光有作用,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
传播下更偏离主光轴，使光束变宽，变发散。

a.凹透镜对平行光的发散作用
凹透镜对光线有发散作用平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后发散射出，折射光线的反向延长线经过____ ,如图甲所示。

由光路可逆性可知，会聚地射向凹透镜对侧虚焦点的光线经凹透镜折射后，平行于主光轴射出，如图乙所示。

b.凹透镜对非平行光的发散作用
凹透镜对任何光线都有发散作用，发散作用常常是指经凹透镜射出的光线相对于入射光线更“远离”主光轴，使光束变宽、变发散。

如图所示，甲图中射向凹透镜对侧虚焦点以内的会聚光线，经凹透镜折射后依然会聚，不过变大发散了些；乙图中射向凹透镜对侧焦点以外的会聚光线变成发散光线。

【例2】如图是微型手电筒所用的小灯泡，小灯泡前端的A部分相当于
对光有作用。

【例3】如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线.其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）。

变式训练2如图所示，是几种光学器材的示意图，其中能对光线起发散作用的是（）i 1 : : 1
变式训练3如图所示，画出这两条光线的折射光线
变式训练4根据入射光线和折射光线，请在下图方框中画出合适的透镜。

整合突破
专题利用“光线”的“变化”特征来识别透镜
【例】 在如图所示的方框中各有一个透镜，图中画出了光线通过透镜前后的传播方 向.请在方框中填入适当的透镜.
3 .林雨在森林公园游玩时，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.这其中引起火灾的主要 原因是（ ）
A.盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有会聚作用
B.盛有水的透明塑料瓶相当于一凸透镜，对光线有发散作用 分层演练
基础训练
1.凸透镜对光线的作用是（）
A.光通过凸透镜会变成平行光
C.对成像的光束才有会聚作
B.对于平行丁主光轴的光线才会有会聚作用 变式训练 如图中画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中凸透镜是（ ） A a B b 、d
C
c D a 、 b 、 c 、
d 2.如图，是小明同学画的一条通过凸透镜或凹透镜后折射的光线光路图，错误的是（）
C.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有会聚作用
D.盛有水的透明塑料瓶相当于一凹透镜，对光线有发散作用
4 .要想得到图中的光线，应在ab 处放一个（）
A.平面镜
B.凸透镜
C.凹透镜
D.玻璃板
5 .如果把一个玻璃球分割成五块，其截面如图所示，再将这五块玻璃a 、b 、c 、d 、e 分别 放在太阳光下，那么能使光线发散的是（ ）
6 .一塑料薄膜组成的顶棚下堆放着一堆干草，夏天雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干 草上，则下列说法正确的是（ ）
A.薄膜上的积水形成一个大的凸透镜，如果其焦点恰好在干草处，干草陀运歹 有可能燃烧
B.透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用
C.起凸透镜作用的应是塑料薄膜
慈送 D.水和塑料薄膜共同起凸透镜作用 _双鱼
7 .要利用凸透镜使小灯泡发出的光变成平行光，应该把小灯泡放在凸透镜的 _ 上，这里 利用了 原理.
8 .如图所示，拿一个凸透镜正对太阳光，改变透镜到纸的距离，使纸上得到一个最小、最
亮的光斑，测量这个最小、最亮的光斑到透镜的距离是10cm,则凸透镜的焦距是 ______ , 焦距越短的凸透镜成像，对光线的汇聚作用越 ____ （选填“强”或“弱”）。

10 .画出经过透镜折射后的光线。

11 .画出图中透镜的入射光线或折射光线的方向.
A. a
B. b D. D 9.一块玻璃砖，中间有一饼形气泡，如图所示， 一束平行光线经过玻璃砖后将 _____ （选 填“会聚”或“发散”）
C. c
探究提高
12.如图所示，一束光线射向O出的光学元件后，会聚在其主光轴上的S'点；当去掉光学元件后，光线会聚于S点.则可判断，该元件一定是()
A.凸透镜
B.凹透镜 _________________ , + _______
C.凸面镜
D.凹面镜q P―2
13.在东北的晴朗的冬天，到处都是一片冰天雪地，如果你在野外没有了火种，应该想什么办法来解决这个问题？
挑战自我
14.为了探究“大小、形状完全相同的凸透镜的焦距是否与制作材料有关"，陈明同学准备了三个大小、形状完全相同的凸透镜并且知道它们分别是由玻璃、水晶、塑料制成的，请你帮他设计这次探究的全过程，并完成如下工作.
(1)在探究活动前，你有哪些猜想？
(2)这次探究还需要哪些辅助器材？
(3)写出这次探究的主要步骤。

(4)请设计出关于实验现象或实验数据的记录表格。

(5)在这次探究过程中，你运用的一种主要的科学研究方法是什么？。