大学物理几何光学薄透镜 (2).ppt

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《透镜》透镜及其应用PPT课件

学习方法
学生们分享了自己的学习方法，如通过阅读教材、观看视频、动手实验等多种途径加深对课程内容的理解。
学习建议
学生们提出了一些学习建议，如增加实践环节、提供更多案例等，以帮助更好地掌握和应用所学知识。
对未来发展趋势的预测
技术创新
随着科技的不断进步，透镜制造技术将不断创新，可能会出现更高精度、更轻薄的透镜产品。
显微镜在生物医学研究中作用
光学显微镜
利用透镜组合，放大微小物体，观察细胞、组织等结构。
电子显微镜
结合电磁透镜，实现更高倍数的放大，揭示更微观的结构和细节。
激光共聚焦显微镜
利用特殊透镜和激光技术，实现三维成像和定量分析，用于生物医学研究中的高精度测量和观察。
06
总结与展望
Chapter
回顾本次课程重点内容
像距、物距和焦距关系
像距v与物距u的关系
当u>2f时，成倒立缩小的实像，v<2f；当u=2f时，成倒立等大的实像，v=2f；当 f<u<2f时，成倒立放大的实像，v>2f；当u=f时，不成像；当u<f时，成正立放大的虚像。
像距v与焦距f的关系
当v>2f时，成倒立缩小的实像；当v=2f时，成倒立等大的实像；当f<v<2f时，成倒立放大的实像；当v=f时，不成像；当v<f时，成正立放大的虚像。
Chapter
光学仪器制造过程中透镜使用
显微镜
透镜用于放大微小物体，提高分辨率和清晰度。
摄影机镜头
透镜组合用于调整光线方向和聚焦，拍摄清晰图像。
望远镜
透镜用于聚集远处光线，使观察者能够看到远距离目标。
精密测量设备中透镜作用

§3.5 薄透镜

会聚与发散的性质决定于透镜的形状和折射率 n1 , n2 , n ，不能单看透镜的形状。例如：若 n1 n2 n 时，则当 n n 时，凸透镜是会聚透镜，凹透镜是发散透镜。当 n n 时，则凹
透镜是会聚透镜，凸透镜是发散透镜，二者刚好相反。
4、几何光学物象公式小结
图5.2 焦面及光轴(a, b)
而物方焦平面上任一点P发出的光，经透镜折射后，将成为一束平行于过P点的副光轴的平行光束[如图5.2,c d]。
图5.2 焦面及光轴 (c d)
3、作图法
（1）对于近轴物点可以利用下述三条特殊光线中的任意两条，确定像的位置见图5.3(a) (b) (a) 过物方焦点的光线，经透镜折射后与主光轴平行。 (b) 平行于主光轴的入射光线，经透镜折射后通过像方焦点。 (c) 过透镜光心的光线经透镜后方向不变。
l (s OM )2 h2
在近轴条件下，由于
l (s ON )2 h2
r12 h2 (r1 OM )2 2OM r1 OM 2 h2
h2 h2 OM 任意光线PA/AP/的光程就可表示为： ON 2(r2 ) 2r1
( PAAP) n1l n(t OM ON ) n2l
f ( f x) f xx f x x f x （10） x f xx fx x f ( f x) f
f x x f ff

f x x f
（普适式）
图5.2 透镜
二、轴上物点通过薄透镜的成像公式
1、薄透镜的成像公式的推导。图5.2 方法一：利用逐次成像法推导
物点P经第一球面 O折射后将成像于 p//故有：

1_6_薄透镜

1）计算法与单球折射面逐次成像的计算方法相同 2）作图法的步骤如下：（1）按比例绘出初始光路图，在图中标出
F、 F '
Q 等已知点和已知光线
（2）第一次利用特殊光线作图法做图（3）以后各次均利用任意光线作图法做图（4）按比例测量成像后的各个待求量的值
（5）每次均应检验，再进行下一次做图
6.10 例题
n
n' n' n'
n
'
n'
n' n
n'
n
n
(a)
(b)
(c)
(d)
n' n时
n
'
凹透镜是会聚透镜(d)，凸透镜是发散透镜(b)。
n
n' n' n'
n
'
n'
n' n
n'
n
n
(a)
(b)
(c)
(d)
显然，当透镜放在空气中时，薄凸透镜会聚光束，薄凹透镜发散光束。
c）凸透镜和凹透镜是由透镜的中央和边缘的相对厚薄确定的。中间厚，边缘薄的为凸透镜；中间薄，边缘厚的为凹透镜。 d）应根据入射光的传播方向正确地选择 r1、r2取值的正负。
2
F1
1
Q1
2
P1
P2
<2>计算法：
第一次成像：
s1 30
f1 20
s'1 60
第二次成像：
1 1 1 ， 30 s '1 20
s '1 ,V1 2 倒立、放大实像 s1
1 1 1 20 s '2 40

薄透镜ppt

a. 粗调:将放置在光具座上的各光学元件靠拢在一起,用眼观察,调
节它们的中心在同一高度,且连线(光轴)平行于导轨。
b. 细调:移动各光学元件,利用透镜成像规律,大小不同的像生在不
同位置,调节透镜的高低或左右位置,使这些大小不同的像的中心在屏上的位置重合,则说明光学系统已经共轴。
实验内容2. 用自准法测量凸透镜的焦距
2、物距像距法测凹透镜焦距实验中 1）凸透镜可能会生成两个实像，取哪个作为凹透镜的
虚物，为什么？ 2）凹透镜物距大小会对测量有何影响？应如何选择？
共享交流指正！
物理教学实验中心
c. 凹透镜也称为负透镜或发散透镜,对光线起发散作用; 焦距越短,发散本领越大。凹透镜的焦距为负，f < 0 。
d. 透镜的光轴: 通过透镜光心的直线叫透镜的光轴。
附光轴
主光轴
f. 透镜成像公式:在近轴光束的条件下
1 1 1 f uV
实验内容1.光学系统的共轴调节
调节光学系统共轴,是减小误差.确保实验成功的重要步骤。所谓“共轴”，是指各光学元件（如光源.物.透镜)的主光轴重合。具体分两步进行：
薄透镜焦距的测量
实验目的 1. 学会简单光学系统的共轴调节。 2. 掌握几种测量薄透镜焦距的方法。
实验内容
１．光学系统的共轴调节；２．用自准法测量凸透镜的焦距；３．用位移法测量凸透镜的焦距；４．用物距像距法测量凹透镜的焦距．
透镜简介
a. 薄透镜是指其厚度远远小于两球面曲率半径的透镜。
b. 凸透镜也称为正透镜或会聚透镜, 对光线起会聚作用; 焦距越短,会聚本领越大。凸透镜的焦距为正，f > 0 。
B2
B1
位移法数据测量与记录
测量次数

1-06. 薄透镜成像

n
像方焦距
n
nL
f
f
8
6.1 薄透镜的成像特性
空气中的薄透镜
n n 1
1
磨镜者公式
f f
1 1 (n L 1)( ) r1 r2
n 1
n 1
nL
f f
9
6.1 薄透镜的成像特性
Gauss物像公式 - 距离从光心算起
n
1 nL
2
n
Q
d
s2 s1
像方焦面：通过像方焦点垂直于光轴的平面，又称第二焦面、后焦面，记为F'。物方轴外无穷进处的物点（不光轴成一定角度的平行光束）成像于像方焦面上。
F
F’
o
19
6.3 焦平面
薄透镜的光学参数定义
物方焦平面像方焦平面
F
F
光轴
物方焦点
F
f
光心 O
像方焦点
f
像方焦距
F
物方焦距
O
特性：极薄的平行玻璃平板，两侧折射率相等，通过光心的光线方向丌变
2064薄透镜作图法三对共轭的特殊光线平行于光轴的入射光线经过像方焦点的光线经过物方焦点的光线平行于光轴的像方光线经过透镜光心的入射光线经过透镜光心的像方光线物方焦平面像方焦平面2164薄透镜作图法正透镜作图法1物方焦平面像方焦平面像方焦点物方焦点2264薄透镜作图法正透镜作图法2物方焦平面像方焦平面像方焦点物方焦点2364薄透镜作图法正透镜作图法3物方焦平面像方焦平面像方焦点物方焦点2464薄透镜作图法负透镜作图法1像方焦点物方焦点像方焦平面物方焦平面2564薄透镜作图法负透镜作图法2像方焦点物方焦点像方焦平面物方焦平面2664薄透镜作图法负透镜作图法3像方焦点物方焦点像方焦平面物方焦平面2765透镜组成像透镜组

§3-5薄透镜24页PPT

•薄透镜图示:
n1
r1 r2
n2
nL
P
o1 O o2 P
s1
t
s '1 s '2
s2
P
•横向放大率:
y', ns'
y
n's
例:已知一双凸薄透镜: f' 1c2 ,m n L 1 .5 ,
求:(1)若置于空气中,且为对称双凸.曲率半径 r = ?
解: (1 ) 对r 1 称 r 2 ,：空气 n 1 n 2 中 1 , ：
若t<<s1,(3)式为
n2 n1 s'2 s1 i
Φ i Φ(4)
3.薄透镜: 条件: t<<s1, 即: t0, O1,O2重合 P
n1
r1 r2
n2
nL
o1 O o2 P
n2 n1 s'2 s1
i
Φi Φ
s1
(4)
t
s '1 s '2
s2
P
其中: Φ Φ 1Φ 2nLr 1n 1n2r 2nL
f ' n 2 何为凸透镜?
Φ
f n1
f n1 f '
n2
Φ
n2 s'2
n1 s1
Φ
f
'
n2 Φ
f
n1 Φ
f n1 f ' n2
•薄透镜的高斯公式:
Φf ' Φf Φ
n1
r1 r2
n2
nL
s'2 s1 f ' f 1
P
o1 O o2 P
s1
t
s '1 s '2

几何光学薄透镜作图求像法36页PPT

31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候，睁大眼睛，千万别眨眼!你会看到世界由清晰变 ห้องสมุดไป่ตู้糊的全过程，心会在你泪水落下的那一刻变得清澈明晰。盐。注定要融化的，也许是用眼泪的方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了，也不要以为过去的光荣可以被永远肯定。
几何光学薄透镜作图求像法
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不穿。(名言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者的牢骚，这是羊群中的瘟疫，我不能被它传染。我要尽量避免绝望，辛勤耕耘，忍受苦楚。我一试再试，争取每天的成功，避免以失败收常在别人停滞不前时，我继续拼搏。

物理透镜知识点总结PPT

物理透镜知识点总结PPT第一部分：透镜的基本概念1. 透镜的定义透镜是一种光学器件，可以用来改变光线的传播方向和聚焦。

根据其形状不同，透镜分为凸透镜和凹透镜两种类型。

凸透镜可以使光线聚焦，凹透镜则会使光线发散。

2. 透镜的焦距透镜的焦距是指透镜聚光或发散光线时的距离。

焦距可以用来描述透镜的聚焦能力，焦距越短，透镜的聚焦能力越强。

3. 透镜的主轴和光轴透镜的主轴是指通过透镜中心并垂直于透镜的平面的一条直线，光轴则是垂直于透镜的主轴的一条直线。

第二部分：透镜成像原理1. 透镜的物距、像距和焦距关系透镜成像的物距、像距和焦距之间有一定的关系，可以通过公式来描述。

对于成像，透镜成像公式为1/f=1/o+1/i，其中f为透镜焦距，o为物距，i为像距。

2. 凸透镜成像规律对于凸透镜成像，物距大于二倍焦距时，成像为实像，同时距离透镜焦点的距离也大于二倍焦距。

当物距小于二倍焦距时，成像为虚像，距离透镜焦点的距离也小于二倍焦距。

3. 凹透镜成像规律对于凹透镜成像，无论物体距离透镜有多远，其成像都是虚的。

第三部分：透镜的应用1. 透镜的近视眼和远视眼矫正凸透镜可以用来矫正远视眼，凹透镜则可以用来矫正近视眼。

通过透镜的聚焦能力，可以调整眼睛对光线的聚焦距离，从而达到矫正视力的目的。

2. 透镜在显微镜和望远镜中的应用显微镜和望远镜都是利用透镜的成像原理来观察微观或远观的目标。

通过透镜的放大能力，可以将微小的物体或远处的景物放大，使其能够清晰地观察。

3. 透镜在摄影器材中的应用在摄影机和相机中，透镜可以用来改变光线的传播方向和聚焦点，从而实现对景物的清晰成像。

第四部分：透镜的制作和特性1. 透镜的制作材料目前常用的透镜材料有玻璃、塑料和水晶等。

不同的材料具有不同的光学特性和耐热性能，因此在不同的场合可以选择不同的透镜材料。

2. 透镜的色散特性透镜在透光时会发生色散现象，即不同波长的光线经过透镜后会聚焦在不同的位置。

这是由于不同波长光线在透镜中的折射率不同导致的。

透镜(2)PPT课件(人教版)

2．凸透镜对光的会聚作用
（1）【演示】用平行光源、光具盘、凸透镜演示凸透镜对光的作用。透镜及透镜成像.swf
（2）画出会聚光路图
焦点：平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚的一点，叫焦点。用符号F表示。凸透镜的两侧各有一个焦点。
焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用符号：f表示。
3、凹透镜对光线发散作用
❖ 8.下图中各图分别表示经过透镜后的光
路图，其中正确的是（ A ）
❖ 9．如图在各个方框中恰当的位置上画出合适的透镜．
( 焦点 )。焦点到凸透镜光心的距离叫 ( 焦距 )，凸透镜有( 两 )个焦
点。
❖ 4.凸透镜对光线有____会_聚_____作用，凹透镜对光线有___发__散_____作用．
❖ 5.小华让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧前后移动，直到纸上的光斑变得最小、最亮，这个点叫做凸透镜的 __焦__点______．在___焦__点_____处可点燃火柴．当把一小灯泡放在该点时，灯泡射向凸透镜的光，经凸透镜后将成为_平__行_光_____。
(2)属于凹透镜Βιβλιοθήκη 是__C_E_______，它们的共同特点是__中__间_薄__边__缘_厚________．
2.通过两个球面( 球心 )的直线叫做透
镜的主光轴。主光轴上有一个特殊的点，
通过它的光线传播方向( 不变 )，这
个点叫做透镜的光心。
3.凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的
❖ 6．平面镜、凹透镜、凸透镜是常用的三种
光学器件，其中利用光的反射规律的是 ___平__面_____镜；利用光的折射规律的是凹__透_镜__、_凸__透__镜；能会聚太阳光的是 ____凸_透_____镜．

几何光学_薄透镜

物體位置成像性質
物體置於焦點上（p＝ f）（此時經透鏡折射後的射出光線互相平行）
成像於無窮遠處
圖例
物體位置成像性質
物體位於鏡前焦點和透鏡之間（0＜p ＜ f）
經透鏡折射後射出的光線無法會聚成實像，但這些射出光線的反方向延長線可在鏡前會聚成一正立的放大虛像。（若物體愈接近透鏡，所成的虛像也愈接近透鏡，且愈小（仍較原物體為大）。）
4. 若將物體置於凹透鏡前，利用前述成像法則，發現僅能在鏡後成一縮小的正立虛像，如下圖(一)(a)(b)所示；物體愈接近透鏡，成像位置也愈接近透鏡，所形成的虛像愈大（仍較原物體為小），如下圖(二)所示。
(a)
(b)
圖(一)
圖(二)
5. 薄透鏡成像公式：物體經薄透鏡成像時，物距 p、像距 q 和焦
圖(一)
圖(二)
範例 2 共軛成像
一物體與一屏相距 100 公分，如在其間某處置一凸透鏡，恰可成一實像於屏上，像長為 h1 公分。又如將凸透鏡向屏移動 50 公分，
h1 又可成像於屏上，像長變為 h2 公分，則 h2 為何？ (A) 1 (B) 3 (C) 6 (D) 8 (E) 9
[答案] Ｅ
q－f f
，故
－hi h0
＝
f p－f
＝
q－f f
由上式得（p－f）（q－f）＝f 2，化簡後得
1 p
＋
1 q
＝
1 f
……○1
(2) 凸透鏡成虛像時：
如圖(a)所示，由兩橘紅色三角形相似，對應邊成比例，
得
hi h0
＝
q p
。在圖(b)中的兩綠色三角形相似，對應邊成

薄透镜成像.ppt

薄透镜的组合
L1 L2 I O I1
u1=u
v2=v v1=-u2
L1 O
L2
I I1
u1=u
1 1 1 u v f1 1 1 1 v1 v f2
v2=v
v1=-u2
对于第二个透镜， u2 = -v1有两式相加得：
11 1 1 1 1 2 uv f f 1 f 2
• 3．实物与虚物，实像与虚像 • 发出同心光束的物点，为实物点；物方同心光束延长后汇聚所成的点，为虚物点。
• 同心光束汇聚在像方形成的点，为实像点；像方发散的同心光束反向延长后汇聚的点，为虚像点。
实物成实像
实物成虚像
虚物成实像
虚物成虚像
单色像差概述
1. 象差来源:
1) 非近轴光线（单色象差）； 2) 非单色光（色差);
弧矢面：包含光轴并垂直于子午面的平面 lt ls
弧矢焦线子午焦线
像场弯曲
像点轨迹
镜透
光轴
屏幕
成清晰像的最佳像面不为平面. 这种像差的大小与透镜的形状及光束截面的粗细无关 , 只决定于系统中各透镜的焦距与其折射率之间的关系.
场曲的产生
物平面对应的子午面、弧矢面、最小弥散圆平面为曲面
与像散结伴而生
图示：不同大小球差的照片加光阑；球差的校正：复合透镜，如正负透镜组合、球面曲率及折射率的配合等；非球面透镜；
变折射率透镜
中间折射率大
近轴物近轴光线成像的色差
1 2 3
不同波长的光，焦距不同,像的位置不同．在1,2,3三截面上,形成的光环半径不同.
•色差:
位置（轴向）色差放大率（横向）色差

物理透镜PPT课件

用透明材料做成的镜子就是透镜
凸透镜
中外间形厚特边征缘？薄的透镜
凹透镜
中间薄边缘厚的透镜
凸透镜
中间厚边缘薄的透镜
透镜
凹透镜
中间薄边缘厚的透镜
一、凸透镜和凹透镜
给透镜分类
A
B CD E F
属于凸透镜的是（ A C D ）
属于凹透镜的是（ B E F ）
一、凸透镜和凹透镜
透镜的两个表面中，至少一个是球面的一部分。
凹透镜对所有光线都起发散作用
F
F
物［理名1师.第课一堂节教透学镜］物理透镜PPT课件（完整版 PPT)
F
F
物［理名1师.第课一堂节教透学镜］物理透镜PPT课件（完整版 PPT)
通过本节课的学习，你都知道了哪些知识？
物［理名1师.第课一堂节教透学镜］物理透镜PPTflv
新疆文化旅游节——冰凸透镜采集圣火
“削冰令其圆，举以向日，以艾承其影，则生火。"
精炼提升
在森林里，如果随意丢弃饮料瓶，除了造成环境污染外，还有可能引起严重后果，为什么？
凹透镜对光有发散作用
凹透镜对光的作用.mp4
因此凹透镜也叫发散透镜
凸透镜
中间厚边缘薄的透镜
透主轴凸透镜具有会聚作用镜光心
透主轴凸透镜具有会聚作用镜光心焦点
焦点到凸透镜光心
的距离叫做焦距( f )
凹透镜
中间薄边缘厚的透镜
用太阳光测量凸透镜的焦距.flv
（1）让凸透镜正对太
阳光，再把一张纸放在
f
它的另一侧，
（2）改变透镜与纸的
距离，直到纸上出现最
小、最亮的光斑。这就