《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）。

6

1 2 3 5 4 图3-1 图3-3 图3-4 图3-2

图3-5

3、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3-9 F

F

3.2 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……为什么要这样设置光圈指数呢?

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倍关系设置的：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倍关系设置的，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