棱镜和透镜(课堂PPT)
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20
大家谈
可以把透镜看做是由许多顶角不通的棱镜 组成的。
说一说
为什么凸镜 对光束有会聚作 用，凹透镜对光 束有发散作用。
21
透镜的厚度通常比它的球面半径小得多，这 种透镜叫做薄透镜。
平行于主光轴的光通过凸透镜后，会聚于主 轴上的一点（图中的点），这个点叫做凸透镜的 焦点（focus）.从焦点到光心O的距离叫做凸透镜 的焦距（focal length），用符号f表示。
知识回顾
1
光的全反射现象
• 不同介质的折射率是不同的。 • 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90度时，
折射光完全消失，只剩下反射光这种现象就叫做 光的全反射现象。
2
光导纤维
• 光纤的作用 • 光纤的应用
3
第一章 光的折射
1.3 棱镜和透镜
4
导入新课
棱镜 透镜
5
教学目标
✓ 什么是棱镜?什么是透镜? ✓ 知道光经过棱镜和透镜是如何变化的。 ✓ 理解什么是透镜的屈光度。
16
单色仪
分光镜
摄谱仪
17
2.透镜
近视镜和远视镜的镜片都是透镜。 透镜由 两个折射曲面组成，折射曲面一般是球面或平面。
18
透镜的种类
远视镜片边缘薄、中间厚，叫做凸透镜； 近视镜边缘厚、中间厚，叫做凹透镜。
19
在透镜的中部有一个特殊点，当光线透 过该点时，传播方向不发生改变。这个点叫 做光心，以O表示。通过光心O的任意直线叫 做透镜的光轴。通过透镜两个球面的球心C1 和C2的光轴，叫做主光轴，简称主轴。
透镜的焦度越大，对光线的偏折本领越大。焦 度的单位叫做屈光度。
1屈光度= —1 — =1m-1 1m
27
如果透镜的焦距是1m，它的焦度就是1 屈光度。
通常眼镜片的度 数等于屈光度的100 倍。即100度的眼镜 片，它的焦度是1屈 光度，焦距是1m。
28
广角镜
怎样选择和保养眼镜片？ 患近视或者远视的同学在配眼镜时，都 比较注意验光，以便正确选择镜片的屈光度。
37
3.解： 由于材料对红光的折射率比紫光的小，所
以从CD面射出的光在靠近C端是紫光。
38
4.解：透镜的光心部分可看作两面平行的玻璃 砖，根据折射率的定义和二次折射以及光路 可逆原理可知，从玻璃砖射出的光线与入射 光线平行。 5.解：略。 6.解：红光的焦距较大。
39
40
10
在光学仪器中，常常用横截面是等腰直角三 角形的棱镜来改变光路。由于玻璃对空气的临界 角小于45度，所以在下面所示的各种情况中都会 发生全反射。因此这种棱镜也叫全反射棱镜。
11
甲：棱镜使光束放心改变了90°。 乙：棱镜使光束方向改变了180°。
12
望远镜为了获得较大 的放大倍数，镜筒要很长， 使用两块这种棱镜，就能 缩短镜筒的长度。
22
根据光路可逆原理，在凸透镜的焦点放一个 光源，它就将发散光束变成平行光。
实验室中使 用的平行光 管正是利用 凸透镜这一 特性制成的。
23
平行于主光轴的光通过凸透镜后，变得发 散，这些发散的光线看起来好像是从他们的反向 延长线的交点F发出来的，点F也在主轴上，叫 做凸透镜的焦点。同样，凸透镜也有焦距f。
24
由于凸透镜的焦点不是实际光线 会聚的，我们把凸透镜的焦点称为 “虚”焦点。相应地，凸透镜的焦点 称为“实”焦点。
25
注意
凸透镜的折射率越大，焦距也越短，对光 线的会聚作用也越明显。
透镜焦距的长短反映了透镜对光线偏折本领 的大小。
26
透镜焦距的倒数叫做焦度，用符号θ表示，即
θ= —— 1 f
6
本节导航
1.棱镜 2.透镜
7
1.棱镜
棱镜是横街面为三角形或梯形的三棱镜， 通常简称为棱镜（prism）。棱镜可以改变光 的传播方向，还可以使白光发生色散。
8
光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从另一个 侧面射出，射出的方向明显地向着棱镜底面偏 着。
9
这是因为光在棱镜的两个侧面上发生折射, 每次折射都使光线向底面折射的缘故。偏着的 程度用偏向角θ表示。
13Βιβλιοθήκη 图例14白色光通过棱镜会发生色散，表明不同色 光通过棱镜后的偏向角不同。偏向角不同，表明 棱镜材料对不同色光的折射率不同。实验表明， 红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。
表明棱镜材料对红光的折射率比紫光的小。
15
由于不同色光通过棱镜后的偏向角不同，可 以利用棱镜把复色光分解成光谱，制成各种光谱 仪，如分光镜、单色仪、摄谱仪等。
29
另外也很注意选择美观的镜架，却往往 忽视镜片的选择，实际上，镜片的选择大有 学问。
1 第一要选材料 2 第二要选折射率 3 第三要选镜片表面处理 4 还应注意眼镜的保养
30
想一想
31
实际问题
32
课堂小结
棱镜是横街面为三角形或梯形的三棱镜。 透镜由两个折射曲面组成，折射曲面一 般是球面或平面。
33
透镜的焦度越大，对光线的偏折本领越 大。焦度的单位叫做屈光度。
1屈光度=—1—=1m-1 1m
34
教材习题答案
1.解：
35
2.解： （1）根据内反射及五角棱镜的几何关系作图。
36
（2）这种棱镜主要是将输入的光或图像 偏转90°，其特点是当像偏转90°的时候， 它既不会反向也不会颠倒。这种棱镜的设计 使得无论光线与光轴间的角度如何，所有通 过有效孔径的光线都同样偏转90度角。
大家谈
可以把透镜看做是由许多顶角不通的棱镜 组成的。
说一说
为什么凸镜 对光束有会聚作 用，凹透镜对光 束有发散作用。
21
透镜的厚度通常比它的球面半径小得多，这 种透镜叫做薄透镜。
平行于主光轴的光通过凸透镜后，会聚于主 轴上的一点（图中的点），这个点叫做凸透镜的 焦点（focus）.从焦点到光心O的距离叫做凸透镜 的焦距（focal length），用符号f表示。
知识回顾
1
光的全反射现象
• 不同介质的折射率是不同的。 • 当入射角增大到某一角度，使折射角达到90度时，
折射光完全消失，只剩下反射光这种现象就叫做 光的全反射现象。
2
光导纤维
• 光纤的作用 • 光纤的应用
3
第一章 光的折射
1.3 棱镜和透镜
4
导入新课
棱镜 透镜
5
教学目标
✓ 什么是棱镜?什么是透镜? ✓ 知道光经过棱镜和透镜是如何变化的。 ✓ 理解什么是透镜的屈光度。
16
单色仪
分光镜
摄谱仪
17
2.透镜
近视镜和远视镜的镜片都是透镜。 透镜由 两个折射曲面组成，折射曲面一般是球面或平面。
18
透镜的种类
远视镜片边缘薄、中间厚，叫做凸透镜； 近视镜边缘厚、中间厚，叫做凹透镜。
19
在透镜的中部有一个特殊点，当光线透 过该点时，传播方向不发生改变。这个点叫 做光心，以O表示。通过光心O的任意直线叫 做透镜的光轴。通过透镜两个球面的球心C1 和C2的光轴，叫做主光轴，简称主轴。
透镜的焦度越大，对光线的偏折本领越大。焦 度的单位叫做屈光度。
1屈光度= —1 — =1m-1 1m
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如果透镜的焦距是1m，它的焦度就是1 屈光度。
通常眼镜片的度 数等于屈光度的100 倍。即100度的眼镜 片，它的焦度是1屈 光度，焦距是1m。
28
广角镜
怎样选择和保养眼镜片？ 患近视或者远视的同学在配眼镜时，都 比较注意验光，以便正确选择镜片的屈光度。
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3.解： 由于材料对红光的折射率比紫光的小，所
以从CD面射出的光在靠近C端是紫光。
38
4.解：透镜的光心部分可看作两面平行的玻璃 砖，根据折射率的定义和二次折射以及光路 可逆原理可知，从玻璃砖射出的光线与入射 光线平行。 5.解：略。 6.解：红光的焦距较大。
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10
在光学仪器中，常常用横截面是等腰直角三 角形的棱镜来改变光路。由于玻璃对空气的临界 角小于45度，所以在下面所示的各种情况中都会 发生全反射。因此这种棱镜也叫全反射棱镜。
11
甲：棱镜使光束放心改变了90°。 乙：棱镜使光束方向改变了180°。
12
望远镜为了获得较大 的放大倍数，镜筒要很长， 使用两块这种棱镜，就能 缩短镜筒的长度。
22
根据光路可逆原理，在凸透镜的焦点放一个 光源，它就将发散光束变成平行光。
实验室中使 用的平行光 管正是利用 凸透镜这一 特性制成的。
23
平行于主光轴的光通过凸透镜后，变得发 散，这些发散的光线看起来好像是从他们的反向 延长线的交点F发出来的，点F也在主轴上，叫 做凸透镜的焦点。同样，凸透镜也有焦距f。
24
由于凸透镜的焦点不是实际光线 会聚的，我们把凸透镜的焦点称为 “虚”焦点。相应地，凸透镜的焦点 称为“实”焦点。
25
注意
凸透镜的折射率越大，焦距也越短，对光 线的会聚作用也越明显。
透镜焦距的长短反映了透镜对光线偏折本领 的大小。
26
透镜焦距的倒数叫做焦度，用符号θ表示，即
θ= —— 1 f
6
本节导航
1.棱镜 2.透镜
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1.棱镜
棱镜是横街面为三角形或梯形的三棱镜， 通常简称为棱镜（prism）。棱镜可以改变光 的传播方向，还可以使白光发生色散。
8
光从玻璃棱镜的一个侧面射入，从另一个 侧面射出，射出的方向明显地向着棱镜底面偏 着。
9
这是因为光在棱镜的两个侧面上发生折射, 每次折射都使光线向底面折射的缘故。偏着的 程度用偏向角θ表示。
13Βιβλιοθήκη 图例14白色光通过棱镜会发生色散，表明不同色 光通过棱镜后的偏向角不同。偏向角不同，表明 棱镜材料对不同色光的折射率不同。实验表明， 红光的偏向角最小，紫光的偏向角最大。
表明棱镜材料对红光的折射率比紫光的小。
15
由于不同色光通过棱镜后的偏向角不同，可 以利用棱镜把复色光分解成光谱，制成各种光谱 仪，如分光镜、单色仪、摄谱仪等。
29
另外也很注意选择美观的镜架，却往往 忽视镜片的选择，实际上，镜片的选择大有 学问。
1 第一要选材料 2 第二要选折射率 3 第三要选镜片表面处理 4 还应注意眼镜的保养
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想一想
31
实际问题
32
课堂小结
棱镜是横街面为三角形或梯形的三棱镜。 透镜由两个折射曲面组成，折射曲面一 般是球面或平面。
33
透镜的焦度越大，对光线的偏折本领越 大。焦度的单位叫做屈光度。
1屈光度=—1—=1m-1 1m
34
教材习题答案
1.解：
35
2.解： （1）根据内反射及五角棱镜的几何关系作图。
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（2）这种棱镜主要是将输入的光或图像 偏转90°，其特点是当像偏转90°的时候， 它既不会反向也不会颠倒。这种棱镜的设计 使得无论光线与光轴间的角度如何，所有通 过有效孔径的光线都同样偏转90度角。