【高中物理竞赛精】透镜成像专题讲座

合集下载

透镜成像规律应用PPT课件

和解决问题的能力。
讨论题
引导学生就透镜成像规律的应用前景和发展趋势进行讨论和展望，
拓展学生的视野和思路。
THANKS.
虚像）。
透镜成像规律的应用
02
如放大镜、投影仪、照相机等光学仪器的原理和应用。
透镜成像规律的数学表达式
03
通过公式和图表等方式，深入理解透镜成像的数学模型。
学生提问及讨论环节
针对透镜成像规律的理解和应用，学生提出自己的疑问和困惑，老师进行解答和指导。
学生之间就透镜成像规律的应用进行讨论和交流，分享彼此的学习心得和体会。
老师引导学生思考如何将透镜成像规律应用到实际生活和工作中，提高学生的实践能力和创新思维。
课堂小测验或思考题
小测验
针对本节课的重点内容，设计一些选择题、填空题或简答题，检验学生对透镜成像规律的理解和
掌握程度。
进行分析和思考，培养学生的分析问题
能够减小像差、提高成像清晰度、增大视场角等。
3
非球面透镜的应用领域
广泛应用于摄影、显微镜、望远镜等高端光学仪器中。
现代光学技术发展趋势
微型化、轻量化
随着科技的进步，光学系统不断向微型化、轻量化方向发展，以满足便携式设备的需求。
智能化、自动化
引入人工智能、机器学习等技术，实现光学系统的智能化、自动化设计、优化和调控。
显微镜是生物医学研究中不可或缺的工具，而透镜则是显微镜的核心元件之一。
通过使用高倍率的透镜，显微镜能够实现对细胞、组织等微小结构的放大和观测，为生物医学研究提供了重要的技术支持。
透镜成像规律拓展知
05
识
复杂光学系统简介
复杂光学系统的构成
由多个透镜、反射镜、滤光片等光学元件组成，实现对光线的复杂调控。

《透镜成像》讲义

《透镜成像》讲义一、透镜的基本概念在探讨透镜成像之前，咱们先来了解一下透镜到底是什么。

透镜，简单来说，就是一种能够折射光线的光学元件。

它通常由透明材料制成，比如玻璃或者塑料。

透镜主要分为凸透镜和凹透镜两种。

凸透镜中间厚、边缘薄，具有会聚光线的作用；而凹透镜则是中间薄、边缘厚，能使光线发散。

二、凸透镜成像规律接下来，咱们重点讲讲凸透镜成像。

这可是透镜成像里非常重要的一部分。

当物体位于凸透镜的二倍焦距以外时，会在凸透镜的另一侧形成倒立、缩小的实像。

这种情况在生活中的应用，就像照相机，它能把远处的景物缩小成像在底片上。

要是物体在凸透镜的二倍焦距和一倍焦距之间，那么在另一侧就会得到倒立、放大的实像。

投影仪就是利用这个原理，把胶片上的图像放大投射到屏幕上。

而当物体在凸透镜的一倍焦距以内时，此时成的是正立、放大的虚像。

放大镜就是这样，让我们看到被放大的物体。

为了更直观地理解，咱们可以通过实验来观察。

在实验中，调整物体到凸透镜的距离，同时观察像的性质和位置的变化。

这里有几个关键的概念要记住，比如焦距，就是焦点到光心的距离；还有物距，是物体到凸透镜光心的距离；像距则是像到凸透镜光心的距离。

三、凹透镜成像规律说完凸透镜，咱们再来看看凹透镜。

凹透镜成像总是正立、缩小的虚像。

无论物体放在什么位置，成像的性质都不变。

虽然凹透镜在日常生活中的成像应用相对较少，但在一些特殊的光学仪器中也会用到。

四、透镜成像公式在研究透镜成像时，有一个很重要的公式：1/f ＝ 1/u ＋ 1/v 。

这里的 f 表示焦距，u 表示物距，v 表示像距。

通过这个公式，我们可以在已知其中两个量的情况下，计算出第三个量。

这对于解决一些关于透镜成像的问题非常有帮助。

五、透镜成像的实际应用透镜成像在我们的生活中有着广泛的应用。

除了前面提到的照相机、投影仪和放大镜，显微镜和望远镜也是很好的例子。

显微镜主要由目镜和物镜组成，物镜成倒立、放大的实像，目镜则把这个实像再次放大，让我们能够看清微小的物体。

凸透镜成像专业知识讲座

A
B’
..
..
2F F o AF’ 2F
B
二、透镜成像作图2 A
B A’
2.F F. o ABF.’’2.F
A
..
..
2F F o F 2F
B
B’
二、透镜成像作图2 A
B
2、作图措施：
画出透镜、主轴标出光心、焦点
2.F F. o ABF.’’2.F 利用特殊光线作出像
注意：
(1)光线必须带箭头； (2)实线和虚线旳使用
2.放映幻灯时，幻灯片应该倒插．要想从银幕上观察
到字母F，其幻灯片应按图中哪种方式插入? （ B ）
3.有一种物体经过某凸透镜成旳像是放大、倒立
旳，则这像一定是实
像。若成旳是正立
旳像，则此像一定是放大旳虚
像。
4.若有一物体距离凸透镜30cm,在凸透镜另一侧30cm处
旳光屏上显示出一种等大，倒立旳实像，则该凸透镜旳
实像实像 S.
异侧倒立.放大实像
同侧正立.放大虚像
. F
o
. F
. S’
本节课到此结束，谢谢各位！凸透镜
二、透镜成像作图3
二、透镜成像作图2
A B
2.F F. o ABF.’’2.F
3、透镜成像各区域旳特点
2、作图措施：
画出透镜、主轴标出光心、焦点
注意：(1)光线必须带箭头； )实线和虚线旳使用方法。
凸透镜成像
一、凸透镜成像规律
物距U
U>2f UUU==2=2f2ff f<U<2f UUU==f=ff U<f
像旳特点
倒立.缩小倒立.等大倒立.放大

《透镜成像规律教案》课件

《透镜成像规律教案》PPT课件第一章：引言1.1 课程导入利用日常生活中常见的透镜（如眼镜、相机、显微镜等）引起学生对透镜的兴趣。

提问：你们对透镜有什么了解？透镜在现实生活中有哪些应用？1.2 教学目标让学生了解透镜的基本概念和分类。

掌握透镜成像的规律及其应用。

1.3 教学方法采用问题驱动的教学方法，引导学生通过观察、思考、讨论来学习透镜成像规律。

第二章：透镜的基本概念2.1 透镜的定义解释透镜的定义，让学生明白透镜是一种光学元件，能够使光线发生折射。

2.2 透镜的分类介绍凸透镜和凹透镜的特点和区别。

展示不同类型的透镜图片，让学生能够识别。

2.3 透镜的参数讲解透镜的焦距、折射率等基本参数的概念和意义。

第三章：透镜成像规律3.1 透镜成像的基本原理讲解透镜成像的原理，引导学生理解光线经过透镜折射后的聚焦过程。

3.2 透镜成像公式介绍透镜成像的数学公式，如物距、像距和焦距之间的关系。

3.3 凸透镜成像规律讲解凸透镜成像的规律，包括放大、缩小、倒立等现象。

第四章：透镜成像的应用4.1 照相机讲解照相机中透镜的作用，让学生了解如何通过透镜捕捉清晰的图像。

4.2 投影仪解释投影仪中透镜的作用，展示投影仪成像的示例。

4.3 望远镜介绍望远镜的构造和原理，让学生了解如何通过透镜观察远处物体。

第五章：总结与练习5.1 课程总结回顾本节课所学内容，让学生巩固透镜成像规律及其应用。

5.2 课堂练习设计一些有关透镜成像的问题，让学生运用所学知识解决问题。

第六章：透镜的形状与焦距6.1 透镜形状与焦距的关系讲解不同形状的透镜（如圆形、椭圆形、平面、曲面等）对焦距的影响。

利用实验或图片展示不同形状透镜的焦距变化。

6.2 透镜材料与焦距的关系介绍不同材料（如玻璃、塑料、水晶等）制成的透镜对焦距的影响。

展示不同材料透镜的焦距差异。

第七章：透镜的光学性质7.1 透镜的折射率讲解透镜折射率的概念和意义，让学生理解光线在透镜中传播的速度变化。

高二物理竞赛成像仪器的分辨本领概念课件

讨论2
当缝宽 b 一定时，衍射现象与波长有关。
sin k
b
故对于同一级次而言( k 相同)，波长越长，则衍射角越大，即衍射更显著。
例如：无线电波能绕过建筑物，而光波则不能绕过。
2. 条纹宽度（相邻条纹间距）
RL
P
b
o
f
暗纹位置坐标：
xftan kf x kf
b
b
k 1
x f
b
除了中央明纹外的其它明纹、暗纹的宽度
对于两个强度相等的不相干的点光源（物点），一个点光源的衍射图样的主极大刚好和另一点光源衍射图样的第一极小相重合，这时两个点光源（或物点）恰为这一光学仪器所分辨。
四.光学仪器的分辨本领（两物点刚好能分辨）
透镜的通光孔径 D
s 1 *
s 2*
1.22
D
最小分辨角 1.22
D
光学仪器分辨率
二.成像仪器的分辨本领概念分辨细节的能力
镜头对波前的限制
衍射效应
由于衍射的存在，理想的成像光学仪器也无法实现点物成点像的理想情况。
物方图象是大量物点的集合
成像
像方图象是大量爱里斑的集合
不能准确反映物面上的所有细节
4 理解光栅衍射公式，会确定光栅衍射谱线的位置，以及光栅的分辨率。
5 了解 X 射线的衍射现象。
光源垂直于透镜光轴向上移动，衍射图样向下平移除了中央明纹外的其它明纹、暗纹的宽度
D
故对于同一级次而言( k 相同)，波长越长，则衍射角越大，即衍射更显著。
不能准确反映物面上的所有细节
8%)，该零级衍射斑——爱里斑
爱里斑的半角宽度：
sin1.22
D

透镜成像课件

光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，从而使光线偏折。
光的反射
光在两种介质界面上发生反射，反射光线与入射光线平行。
透镜成像的基本原理
透镜对光线的作用
透镜可以改变光线的传播方向，使光线汇聚在一个焦点上。
实像与虚像
通过透镜成像，可以在光屏上形成实像或虚像。实像是实际光线汇聚形成的，而虚像则是通过光的反向延长线形成的。
球面像差
透镜的球面像差是指光线经过透镜后由于球面形状造成的聚焦不准确。球面像差会影响成像的清晰度。
色差
透镜的色差是指不同颜色的光线经过透镜后聚焦在不同的位置上，导致成像颜色失真。
透镜的应用领域
摄影
显微镜
透镜在摄影中用于将图像放大，以便更容易拍摄和观察细节。
透镜用于显微镜中，可以将微小的物体放大，以便更容易观察和研究。
望远镜
矫正视力
透镜用于望远镜中，可以将远处的物体放大，以便更容易观察和研究。
透镜还可以用于矫正视力，例如近视眼镜和远视眼镜中的透镜可以改变光线的聚焦位置，从而矫正视力。
CHAPTER 02
透镜成像原理
光线传播的基本原理
01
02
03
光的直线传播
光在均匀介质中沿直线传播，遇到障碍物可发生反射和折射。
04
4. 测量透镜的焦距和成像距离，记录数据并进行分析。
实验结果分析与讨论
• 凸透镜成像特点：光线经过凸透镜后，会聚在一个焦点上，形成倒立的实像。随着物距的增大，像距逐渐减小，像的大小也逐渐变小。
• 凹透镜成像特点：光线经过凹透镜后，散开在一个焦点上，形成正立的虚像。随着物距的增大，像距逐渐增大，像的大小也逐渐增大。

高中物理竞赛辅导讲义-第12篇-光学

眼睛人眼中的角膜水样液晶状体和玻璃体构成一个变焦距系统该系统可近似地视为一凸透镜物体发出的光线经该系统折射后在视网膜上成像看不同远近的物体靠改变焦距来保证在视网膜上成像
高中物理竞赛辅导讲义
第 12 篇光学
【知识梳理】一、光的直线传播 1. 光在均匀媒质中是直线传播的，光在真空中的传播速度为 c=3.00×108m/s，在其他媒质中的传播速度都小于 c。 2. 影光射到不透明物体上，在背光面的后方形成一个光线照不到的黑暗区域，就是物体的影。在这黑暗区域中完全照不到的区域叫做本影，只有一部分光照不到的区域叫做半影。二、光的反射 1. 光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上，反射光线和入射光线分居在法线的两侧，反射角等于入射角。 2、光路可逆性：当光线逆着原来的反射光线（或折射光线）的方向射到媒质界面时，必会逆着原来的入射方向反射（或折射）出去，这种性质叫光路可逆性或光路可逆原理。三、平面镜 1. 平面镜只改变光的传播方向，不改变光的会聚或发散程度。 2. 平面镜成像特点：平面镜成像时，像和物关于镜面对称。对于实物，平面镜使之成一个等大小的正立虚像；对于虚物，平面镜使之成一个等大小的正立实像。四、球面镜 1. 反射面是球面的一部分，这种镜叫球面镜。反射面如果是凹面的，叫做凹面镜，简称凹镜；反射面是凸面的，叫做凸面镜，简称凸镜。 2. 球面的球心叫曲率中心，镜面的中心叫镜的顶点，顶点与曲率中心的连线称为主光轴，简称主轴。 3. 球面镜的反射仍遵从反射定律。凹镜对光线有会聚作用，凸镜对光线有发散作用。 4. 一束近主轴的平行光线，经凹镜反射后将会聚于主轴上一点 F，这 F 点称为凹面镜的焦点。一束近主轴的平行光线经凸镜反射后将发散，反向延长线可会聚于主轴上一点 F，这 F 点称为凸镜的虚焦点。焦点 F 到镜面顶点 O 之间的距离叫做球面镜的焦距 f。可以证明，对近轴光线，球面镜焦距等于球面半径的一半，即 f = R/2。 5. 球面镜成像作图中，常用的三条特殊光线为：（1）跟主轴平行的入射光线，其反射光线通过焦点。（2）通过焦点的入射光线，其反射光线与主轴平行。（3）通过曲率中心的入射光线，其反射光线和入射光线重合，但方向相反。 6. 球面镜成像公式为： 1 1 1 。符号法则为：实为正值，虚为负值。 u v f 7. 球面镜成像规律。 8. 成像放大率。

凸透镜成像课件ppt

二、透镜对光线的作用
2.凹透镜对光线的作用
2、凹透镜对光线有发散作用
三、透镜的焦点和焦距为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
平行于主光轴的光线经过凸透镜后将会聚于一个点，这个点叫焦点
三、透镜的焦点和焦距为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
实验器材
光具座
点燃的蜡烛
凸透镜
光屏
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
归纳实验：
一、两个分界点：（针对于物距）（1）焦点：实像（大于焦点）和虚像（小于焦点）的界限，（2）2倍焦点：放大（大于2倍焦点）和缩小（小于2倍焦点）
的界限。二、一个重要结论：
答案：C
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能
1、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（ B ）
• A．成像在2倍焦距处 • B．成像在焦点上 • C．成像在焦点内 • D．不成像
为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能

探究凸透镜成像讲课稿

a
b c
f
d
2f
应用
设计课题
3、用凸透镜正对着太阳，发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点，寻那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时，光屏上得到的像是（ D） A、正立放大的像 B、正立缩小的像 C、倒立缩小的像 D、倒立放大的像
预备实验 1 0 5 论证口诀练习拓展挑战返回结束
3、把蜡烛放置距凸透镜大于2倍焦距的地方，在光具座上移动光屏，直到光屏出现明亮、清晰的像为止，观察所成像的特点。 4、把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛在1倍焦距和2倍焦距之间，再移动光屏，直到光屏出现明亮、清晰的像为止，观察所成的像的特点。 5、把蜡烛移近凸透镜，使蜡烛在1倍焦距以内时，又移动光屏，直到光屏出现明亮清晰的像为止，再观察像的特点。
凸透镜成像规律总结
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物距u
u＞2f u＝2f 2f＞u＞f u＝f u＜f
规律总结： 1、实像总是 2、关键点：
凸透镜成像的性质
大小缩小等大放大正倒虚实倒立实像倒立实像倒立实像不成像放大正立虚像
像距v 2f＞v＞f v＝2f v＞2f
无像
位置
与物异侧
应用
照相机
与物异侧测透镜焦距与物异侧无像与物同侧投影仪产生平行光放大镜
分析归纳：
6、u=f是实像和虚像的分界点。 7、u=2f是像大小的分界点。 8、凸透镜成实像都是倒立的，虚像都是正立的。 9、成实像时物距变小，像距变大，像变大。物距变大，像距变小，像变小。
小结： • 一倍焦距分虚实, • 二倍焦距分大小；
实像的变化：物近像远像变大。

物理竞赛培训07（透镜成像及其规律）

物理竞赛培训07（透镜成像及其规律）第七讲透镜及其成像规律的探究第 1 页共 6 页第七讲透镜及其成像规律的探究【知识补充】1、当物距⼤于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒⽴、缩⼩的实像。

此时像距⼩于物距，像⽐物⼩，物像异侧。

应⽤：照相机、摄像机。

2、当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒⽴、等⼤的实像。

此时物距等于像距，像与物⼤⼩相等，物像异侧。

3、当物距⼩于2倍焦距、⼤于1倍焦距时，则像距⼤于2倍焦距，成倒⽴、放⼤的实像。

此时像距⼤于物距，像⽐物⼤，物像异侧。

应⽤：投影仪、幻灯机、电影放映机。

4、当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平⾏光射出。

减⼩⽽减⼩。

5、当物距⼩于1倍焦距时，则成正⽴、放⼤的虚像。

此时像距⼤于物距，像⽐物⼤，物像同侧。

应⽤：放⼤镜。

第七讲透镜及其成像规律的探究第 2 页共 6 页6、透镜成像规律公式：vu f 111+= 【热⾝训练】例⼀：在做“研究凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、凸透镜及光屏处在如图所⽰的位置时，恰能在光屏上得到⼀个清晰的像。

由此可以判断，他所使⽤凸透镜的焦距【】A ．⼀定⼩于8cmB ．⼀定在8cm 到10cm 之间C ．⼀定⼤于20cmD ．⼀定在10cm 到16cm 之间【解析】若在光屏上得到清晰的像是放⼤的像，说明烛焰处于焦点和2倍焦距位置之间，焦距⼩于10cm ；若在光屏上得到清晰的像是缩⼩的像，说明烛焰处于2倍焦距位置之外(物距⼤于2倍焦距)，成像在焦点与2倍焦距位置之间，焦距⼤于8cm ；所以他所使⽤凸透镜的焦距⼀定在8cm 到10cm 之间，选项B 正确。

例⼆：在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当凸透镜、光屏和蜡烛⽕焰的位置如图所⽰时，光屏上能成⼀个清晰地像，则【】A.所成的像是正⽴缩⼩的实像B.所成的像是倒⽴缩⼩的实像C.把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到更⼤的实像D.把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更⼤的实像【解析】根据凸透镜成像规律，由图可知，蜡烛⽕焰位于焦点和2倍焦距位置之间，所成的像是倒⽴放⼤的实像，选项AB 错误；把蜡烛向左移动少许，光屏适当向左移动可得到减⼩的实像，选项C 错误；把蜡烛向右移动少许，光屏适当向右移动可得到更⼤的实像，选项D 正确。

透镜成像 ppt课件

实验整理 1.凸透镜成倒立、缩小、的实像
3.观察此时像的大小、正倒并测出物距和像距；
4.继续往凸透镜方向移动蜡烛，并调节光屏位置，观察像的变化情况；
5.继续往凸透镜方向移动蜡烛，并调节光屏，看能不能在光屏上找到像
。实验次数
１２３４５６
物距u/cm
像距v/cm
像的性质
倒立缩小实像
焦距f/cm
★课堂活动
实验整理
2.凸透镜成倒立、放大、的实像
问题思考
实验次数物距u/cm 像距v/cm
１２３４５６如果物距小于焦距，成像有会是怎样？
像的性质
倒立放大实像
焦距 f/cm
★课堂活动
成像规律见下表
物体到凸透镜像到凸透镜的距的距离(物距) 离（像距）
u>2f U=2f 2f>u>f U=f u<f
2.3 透镜成像
三维目标
一、知识与技能
理解凸透镜成像的规律
二、过程与方法
能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。通过探究活动，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。
三、情感态度与价值观
具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。
情景引入：观察
● A正立的像
● B倒立的像
● C缩小的像
● D放大的像
●
（D ）
●3、一同学在做凸透镜的成像规律实验时，光屏上已经得到了一个倒立、放大的实象，此时若用一不透光的布遮掉半块透镜，光屏上的像会怎样？
●A只剩一半
●B完全不变
●C像不变，但亮度变暗
●D以上都错
●

凸透镜成像规律说课稿公开课获奖课件百校联赛一等奖课件

6、分析数据总结规律：经过对试验数据旳分析，引导学生规纳出 U>2f、U=2f、f<U<2f、 U<f时旳成像规律和移动蜡烛（物体运动时）像旳运动规律，以培养学生分析归纳能力。
7、动画演示阐明原理：规纳结论后，让学生利用所学旳透镜旳三条特殊光路用作图旳方式来帮助了解成像规律，接着再配以flash动画，生动形象地演示成像原理及规律。为学生再现成像过程，变难为简、变深为浅，降低了解难度。 8、发散思维巩固练习：
一组进行设计试验。
3、让试验组各自设计试验，并进行合适旳指导。
4、让学生带着下列问题开始自主试验，并在试验中发觉问题，处理问题，从而发觉规律。教师合适旳个别指导试验操作及数据旳统计，同步引导他们观察像旳大小变化情况，以突破本节小难点（像旳变大与放大旳区别），将主动权充分交给学生。构建友好亲密、主动参加旳教学气氛。同步培养学生独立操作能力，发展了学生旳思维能力、发明能力。
问题：
⑴、所用旳凸透镜旳焦距f=_____cm； ⑵、放置蜡烛、透镜、光屏时，应怎样放置才干确保成像在光屏上。 ⑶、蜡烛与透镜旳距离满足什么关系时，光屏上有像。 ⑷、蜡烛与透镜旳距离满足什么关系时，光屏上总不能找到像？ ⑸、当光屏上旳没有像时，从逆着光线旳传播方向去观察，能不能看到像？
5、当主体试验完毕后，再合适旳引导他们对物距变化时像旳大小和像距大小旳变化，及光屏位置变化时像旳清楚度旳变化进行某些针对性旳试验，并分析与思索，从而规纳总结它们旳影响原因，以突破本节旳难点，并为后两章节眼睛与摄影机等知识旳学习打好基础。
4．5 凸透镜成像规律说课稿
一、教材分析二、教学目的三、学情分析四、教法与手段五、板书设计六、作业布置七、课反后思

高中物理竞赛教程-1.5《透镜成像》

高中物理竞赛教程:1.5《透镜成像》篇一：高中物理竞赛教程：本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网透镜成像、透镜成像作图（1）三条特殊光线①通过光心的光线方向不变；②平行主轴的光线，折射后过焦点；③通过焦点的光线，折射后平行主轴。

（2）一般光线作图：对于任一光线SA，过光心O作轴OO’平行于SA，OO?与焦平面 MM?交于P点，连接AP或AP的反向延长线即为SA的折射光线*像与物的概念：视为一个“物点”即“物”图1-5-1薄透镜成像公式是：1u??1?1f式中f、u、v的正负仍遵循“实正、虚负”的法则。

若令x?u?f，xf，则有?f2图1-5-2本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网该式称为“牛顿公式”。

式中x是物到“物方焦点”的距离，x?是像到“像方焦点”的距离。

从物点到焦点，若顺着光路则x取正，反之取负值；从像点到焦点，若逆着光路则x?取正值，反之取负值，该式可直接运用成像作图来推导，请读者自行推导，从而弄清x,x?的意义。

下面用牛顿公式讨论一个问题。

一个光源以v=/s的速度沿着焦距f=20cm的凸透镜向光心运动，当它经过距光心u1?30cm和u2?15cm的两点时，求像所在的位置及速度。

x1?u1?f?10cm，x2?u2?f??5cm代入牛顿公式得??60cm， x1??40cm，x80cm，?1?x1??f?60cm，?2?x2上述x1、x2设在△t ?x?，有x当△t→0xxx?x??fxx??xx??tx?tx?x??的值代入，求得?1??0.8m/s，将x1、x2、x1?、x2??/s 。

像移动方向与移动方向相同。

?2*“实正、虚负”法则：凸透镜焦距取正值，凹透镜焦距取负值；实像像距取正值，虚像像距取负值。

实物物距本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网取正值，虚物物距取负值。

*实物与虚物：发散的入射光束的顶点（不问是否有实际光束通过此顶点）是实物；会聚的入射光束的顶点（永远没有实际光束通过该顶点）是虚物。

物理竞赛第6讲.近轴成像.教师版

1. 折射定律近似计算2. 折射成像问题知识点拨一：近轴折射光线近似计算原理引入：视深视高问题学过光学的人都知道的基本常识，我们从水面看水中的鱼，看到的像要比实际深度浅，那么具体值是多少呢？不妨研究一下：如图所示，一个物点位于折射率为n 的媒质中h 0深处，当在媒质界面正上方观察时，物体的视深为：h=nh 0。

证：根据光路可逆和折射定律：n=risin sin 一般瞳孔的线度d=2～3毫米，因此i 和r 都非常小，则sini ≈tani=ha ,sinr ≈tanr=0h a。

故有n=r isin sin =hh 0可见：视深比实深小。

反过来：如果从折射率为n 的媒质中，观察正上方距液面高为h 0的物点，则视高为h=nh 0。

当然，以上的结论并不具有普遍意义，都谈不上是公式。

但是推导的过程给了我们一些提示，对于近轴的光线，入射角度和折射角度都是非常小的，所以我们在使用折射定律的时候不妨“无赖”一点，根据数学计算的方便把正弦，正切，弧度角随意互换使用，我们还会经常使用正弦定理，把角的正弦比等效为边长之比。

给一些定义后，我们来导一个有指导意义的公式。

几个重要概念：①像与物的概念：发光物体上的每个发光点可视为一个“物点”即“物”。

一个物点上发出的光束，经一系列光学系统作用后，若成为会聚光束，则会聚点为物的实像点；若成为发散光束，则其反向延长线交点为物的虚像点；若为平行光束则不成像。

②实物与虚物：发散的入射光束的顶点（不问是否有实际光束通过此顶点）是实物；会聚的入射光束的顶知识体系介绍第6讲近轴成像点（永远没有实际光束通过该顶点）是虚物。

③焦点与焦距：平行光线射向光学器件后，实际汇聚的点叫实焦点，反向延长汇聚的点叫虚焦点。

光具到焦点的距离叫焦距。

焦距可以看成无穷远的实物对光具成像的相距。

例题精讲【例1】在一个曲率半径为R 的左右两侧面各有折射率为n 1， n 2的两种透明介质，证明球介面折射的成像公式为：Rn n v n u n 1)(2121-=+。