凸透镜成像与眼睛原理

二、基本概念：

1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/表示；

2、光心：同常位于透镜的几何中心；用“O”表示。

3、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。

4、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。如下图：

注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；练习：把一个凸透镜放在太阳与白纸之间，调整透镜与纸

间的距离，使白纸上得到一个最小、最亮的光点，这时测

得透镜与纸间的距离为6cm。由此可知，该凸透镜的焦距

是_______cm。

三、三条特殊光线（要求会画）：

1、过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：

2、平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图：

3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：

练习：以下光学仪器或元件中，对光起发散作用的是（）

A．潜望镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜

四、粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

五、辨别凸透镜和凹透镜的方法：

1、用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；

2、让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透

镜；

3、用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；

练习：表面至少有一面是的透明玻璃元件叫透镜,中间边缘的透镜叫凸透镜,中间边缘的透镜叫凹透镜, 远小于的透镜叫薄透镜。

六、照相机：1、镜头是凸透镜； 2、物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；

七、投影仪：1、投影仪的镜头是凸透镜； 2、投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；注意：照相机、投影仪要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷、屏幕。

3、物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放大的实像；

八、放大镜：1、放大镜是凸透镜； 2、放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；注：要让物体更大，应该让放大镜远离物体；

九、探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）

十、注意事项：“三心共线”：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在同一直线上；又叫“三心等高”

十一、凸透镜成像的规律（要求熟记、并理解）：

成像条件物距（u）成像的性质像距（v）应用

U﹥2f 倒立、缩小的实像F﹤v﹤2f 照相机

U=2f 倒立、等大的实像v=2f

F﹤u﹤2f 倒立、放大的实像v﹥2f 投影仪

U=f 不成像

0﹤u﹤f 正立、放大的虚像V﹥f 放大镜

口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。

注意：1、实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；

2、虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成；

二、1.眼睛的结构：类似照相机的凸透镜成像

（1）角膜（2）.晶状体（3.）视网膜.（4）睫状肌

作用：

（1）角膜、晶状体的共同作用相当于一个凸透镜。

（2）视网膜则相当于一个光屏。

2.眼睛的调节

在看远处的物体时，由于周围肌肉的作用，晶状体变得扁平，减弱了对光线的偏折程度，在观看近处的物体时，由于周围物体的作用，晶状体变凸，增大了对光线的偏折程度，因此，无论是远处的物体还是近处的物体都能在视网膜上成清晰的像。可见，在物距改变时，眼睛能靠改变晶状体的厚薄来改变对光的偏折程度，这叫眼睛的调节。

3.近视眼与远视眼

（1）近视眼：晶状体太厚，折光能力太强，成像于视网膜前。

矫正：配戴用凹透镜做成的近视眼镜。

（2）远视眼：晶状体太薄，折光能力太弱，成像于视网膜后。

矫正：配戴用凸透镜做成的远视眼镜。（老花眼镜）

4.明视距离：

通过晶状体的调节，眼睛可以使不同远近的物体在视网膜上成清晰的像。眼睛调节的两个极限点叫远点和近点。正常眼睛的远点在无限远，近点大约在20cm处。正常眼睛观察近处物

体最清晰而又不疲劳的距离，大约25cm ，叫做明视距离。

眼睛的度数

（1）焦度——焦距的倒数。用表示Φ=1/f

（2）眼睛的度数=Φ×100=1/f ×100

远视镜片度数为+，近视镜片为—

随堂练习：

人的眼睛是一种“神奇的照相机”，下图中_______相当于照相机的镜头，它能将光线____________(填“会聚”或“发散”)在视网膜上，视网膜相当于照相机的____________。

2、下图是某人看近处物体时的光路图，由图可知

他是_______ 眼(选填“近视”或“远视”)。若他配戴的眼

镜镜片中心的厚度为1．7mm ，则该镜片边缘的厚度

应____1．7mm(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

3、光线经眼球的晶状体折射后，能成像于视网膜。右图是小亮设计的正常眼球成像模型，下列描述正确的是( )

A ．凸透镜相当于视网膜

B ．蜡烛相当于晶状体

C ．凸透镜相当于晶状体

D ．光屏相当于晶状体

4、在下图所示的四幅图中，分别表示近视眼成像情况和矫正做法的是 （ ）

A 、②、①

B 、③、①

C 、②、④

D 、③、④

5、如图甲是来自远处的光线经某人眼球折光系统的

光路。下列关于该人远、近视跟的判断及矫正所需配戴的眼

镜镜片的选择正确的是（ )

A 近视眼；乙

B 远视眼；乙 c 近视眼；丙 D 远视眼；丙

6、（08广东佛山）光的世界是丰富多彩的，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用。你认为下面的介绍不符合实际的是（ ）

A ．近视眼镜利用了凹透镜对光线的发散作用

B ．照像时，被照者应站在距镜头二倍焦距之外

C ．借助放大镜看世界地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距

D ．阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的会聚作用

7、（08广西）把高2 cm 的发光棒立于焦距为5 cm 的凸透镜前，在凸透镜后的光屏上成了4 cm 高的像，物体离凸透镜的距离可能是（ ）

A ．7．5 cm

B ．12．5 cm

C ．4．5 cm

D ． 10 cm

8、（08荆州）投影仪的镜头相当于是一块焦距不变的凸透镜，下列有关说法正确的是（ ）

A ．无论物距多大，凸透镜均可成清晰的像

B ．投影仪所成的像可以是实像，也可以是虚像

C ．要使投影仪清晰成像在更远的屏幕上，投影仪的镜头要距投影片更近一些

D ．放大镜就是一个凸透镜，它和投影仪所成像的特点是一样的

甲 乙 ①

② ③ 4