透镜.docx
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透镜
北京四中
编 稿：
李丽娟 审 稿：
李丽娟 责 编：
李井军
透镜 生活中的透镜
一、透镜
1、透镜的有关概念及特征
透镜是由玻璃制成的，表面是球面的一部分。
按其厚薄的形状可分为两类：
凸透镜和凹透镜。
中间厚，边缘薄的透镜叫凸透镜，如图甲所示；边缘厚中间薄的透镜叫凹透镜，如图乙所示。
凸透镜可以用光学符号“
”来表示，凸透镜可以用光学符号“
”来表示。
A、主光轴和光心
主光轴：
通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，每个透镜都有一条主光轴。
主光轴简称主轴。
光心：
主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心，用字母“0”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
B、焦点和焦距
1）凸透镜
凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点。
凸透镜两侧各有一个焦点，（用字母F表示）且对称．焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，（用字母f表示）凸透镜两侧焦距相等。
2）凹透镜
凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主轴上的一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。
2、透镜对光线的作用
探究“透镜对光的作用”
提出问题：
凸透镜和凹透镜对光线有什么作用呢?
猜想：
凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。
实验器材：
凸透镜、老花镜、凹透镜、白纸板、直尺。
实验步骤：
1、将凸透镜正对着太阳光，将白纸板与凸透镜平行放置在另一侧；
2、前后移动凸透镜，观察白纸板上的光斑形状的变化；
3、移动凸透镜直至光斑的最小、最亮，测量出光斑到凸透镜的距离并记录；
4、换老花镜和凸透镜重复以上两步骤。
现象记录：
光通过凸透镜在纸板上形成的光斑是一个小的、亮（刺眼）的圆形光斑。
该光斑到凸透镜的距离为__________cm（粗测凸透镜的焦距）。
光通过凹透镜在纸板上形成的光斑形状是一个大的、较暗的圆形光斑。
实验结论：
凸透镜对光有 会聚 作用。
凹透镜对光有 发散 作用。
说明：
①凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的；
②焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过后偏折得厉害）；
③凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短：
表面越凸，焦距越短。
每个凸透镜的焦距是一定的。
④“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束，“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。
光线经凸透镜或凹透镜折射后的光束可以是会聚光束、平行光束或发散光束。
小资料：
实验室提供的透镜是用玻璃做材料的，在实际生活中除了实验室提供的透镜之外，同学们还可以选用其他材料自制透镜。
例如：
我们可以找一个废旧的灯泡，拆开，将玻璃罩里注入一定量的水，就做成了一个“水透镜”；我们还可以以冰为原料制作出“冰透镜”，在《哈特拉斯船长历险记》中旅行家们就是用“冰透镜”来生火。
同学们测一测自制透镜的焦距吧。
二、生活中的透镜
1、照相机
仔细观察照相机会发现，所有照相机的前面都有一个镜头，镜头的作用相当于一个凸透镜．来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的、倒立实像。
1）照相机成像研究
自制模拟照相机：
找两个直径大小相近，长约15cm的圆纸筒（也可用硬纸板折叠成方形纸筒），使一个纸筒刚好能够套入另一个。
在直径较大的纸筒前面，固定一个凸透镜。
在直径较小的纸筒前面，固定一个屏幕。
屏幕可以用半透明塑料薄膜（或蜡纸、毛玻璃）制作。
把较小的圆筒有屏幕的一端朝里，套入较大的圆筒内，这样模拟照相机就做成了。
探究：
把模拟照相机对准室外景物，拉动纸筒改变透镜和屏幕之间的距离，就可以在屏幕上看到室外景物清晰的像．我们看到的像与物比较，是头朝下的倒像．
注意：
在实际操作中，我们选择的凸透镜的焦距要合适，若用15cm的纸筒，最好选用10cm焦距的凸透镜，若选用焦距是5cm的凸透镜，会找不到清晰的像，原因是圆纸筒的长度不合适，这时需将纸筒的长度减短。
2）成像性质：
物体通过照相机成倒立的、缩小的实像。
3）成像原理
以物体AB的一点A为例，如图所示：
说明：
很明显物体通过照相机成像时，物体到凸透镜的距离要大于像到凸透镜的距离。
小资料：
照相机的使用
为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，需要旋转镜头上的调焦环，调节镜头到胶片的距离。
拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。
调焦环上刻着数字，表示拍摄的景物到镜头的距离。
照相时，胶片曝光适当，才能洗出好的相片．曝光过度，洗出的相片发白；曝光不足，洗出的相片很暗，都不能令人满意。
为了控制曝光量，一是用光圈控制进入镜头的光的多少，一是用快门控制曝光的时间。
光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数。
曝光时间可以从快门上的数字知道。
拍照时，要根据景物的明亮程度，选择适当的光圈和快门。
现代的照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片。
有的相机还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦。
高度自动化的相机用起来很方便，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片，所以人们戏称为“傻瓜相机”。
2、投影仪
1）投影仪，也是利用凸透镜来成像的．如图所示，投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，投影片上的图案通过这个凸透镜形成一个放大的像．平面镜的作用是改变光的传播方向．使得向上射的光能在前面屏幕上成像。
把投影仪上的反光镜取下，使光线直接照射到天花板上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案的像，我们看到的像与物比较，是头朝下的倒像。
2）成像性质：
物体通过投影仪成倒立的、放大的实像。
3）成像原理
以物体AB的一点A为例，如图所示：
说明：
很明显物体通过幻灯机成像时，物体到凸透镜的距离要小于像到凸透镜的距离。
3、放大镜
1）放大镜也是凸透镜，是最常用的光学仪器之一。
用放大镜看书上的字，可以看到利用凸透镜能使物体成放大的像，但这个像与投影仪所成的像是不同的，它是正立的虚像，并且像与物体在同一侧。
探究：
找一个放大镜看书上的字，实际观察其作用。
先保持书本和人眼不动，前后移动放大镜；再保持书本和放大镜不动，人眼靠近或远离放大镜，观察字的放大情况。
我们可以看到第一种情况，放大镜离书本越远，像越大；第二种情况，人眼离放大镜越远，像越大。
2）成像性质：
物体通过放大镜成正立的、放大的虚像。
北京四中
周末练习
1．凸透镜对光线起________作用，凸透镜有________个焦点；凹透镜对光线起________作用。
2．关于凸透镜下列说法正确的是（ ）
A．凸透镜只对平行光线才有会聚作用
B．平行光线经凸透镜会聚的一点叫焦点
C．经过焦点的入射光线经凸透镜折射后，平行于主光轴射出
D．任何光线经过凸透镜后都会改变传播方向
3．一束光在空气中经凸透镜折射后，下列说法正确的是（ ）
A．一定是会聚光束
B．一定是平行光束
C．一定比原来的光束会聚一些
D．一定是发散光束
4．滴一滴水在平放着的塑料贺卡的字上，人看到水滴下面的字是（ ）
A．等大的像
B．倒立的像
C．缩小的像
D．放大的像
5．照相机的镜头相当于________镜，它成的是________、________、________像；投影仪上有一个相当于_______________的镜头，投影片上的图案通过这个镜头形成________、________、________像，投影仪上有一个平面镜对光线起________作用，从而改变光线方向；放大镜就是________镜，如果把放大镜放在物体上方适当位置，可以成________、________、________像。
6．用照相机给某人拍了一张半身像后，再给他拍一张全身像，则应采取的措施是（ ）
A．照相机离人近一些，镜头到底片的距离近一些
B．照相机离人远一些，镜头离底片的距离近一些
C．照相机离人远一些，镜头到底片的距离远一些
D．照相机离人近一些，镜头到底片的距离远一些
7．使用投影仪时，胶片在屏幕上的投影太小了，致使后面的同学看不清晰，要使屏幕上的投影更大些，下列做法正确的是（ ）
A．将镜头向下调，屏幕离投影仪近一些
B．将镜头向下调，屏幕离投影仪远一些
C．将镜头向上调，屏幕离投影仪近一些
D．将镜头向上调，屏幕离投影仪远一些
8．如图所示，鱼缸中只有一条小鱼，而眼睛从某点可以观察到两条，一条鱼的位置变浅，另一条鱼变大．前者是由于________形成的________像（填“虚”或“实”）；后者是由于鱼缸的________侧部分（填“左”或“右”）等效凸透镜而形成的________像（填“实”或“虚”）。
9．下文是摘自某刊物的文章，请仔细阅读后，按要求回答问题题．
光污染，来自靓丽的玻璃幕墙
最近张小姐十分苦恼，因为她的房子正对着一座新大厦的玻璃幕墙．有时她站在窗前，看到对面玻璃幕墙就像平面镜一样，将同楼居民家的一举一动看得清清楚楚。
玻璃幕墙的反光也使她苦不堪言，只要是晴天，她的房间就被强烈的反射光线照亮，无法正常休息。
尤其是那种凹形建筑物质，其玻璃幕墙在客观上形成一种巨型聚光镜，一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的，能使局部温度升高，造成火灾隐患……
（1）从文中找出一个光学方面的物理知识填在横线上；
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（2）文中有一处出现了科学性的错误，请在错误句子下面画上横线；
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（3）从上文中找出一个玻璃幕墙给居民生活带来的不便或危害的实例；
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（4）如何预防光污染?
请你提出一条合理化建议；
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10．如图所示为光线通过透镜折射后的光路，其中左图的竖直虚线处是____镜，右图的竖直虚线处是____镜。
11．根据入射光线和透镜，画出折射光线。
12．根据入射光线和折射光线，在图中的虚线框内画出适当类型的透镜。
北京四中
练习答案
1、分析：
理解凸透镜对光线具有会聚作用，凹透镜对光线具有发散作用，凹透镜没有实焦点，但存在两个虚焦点。
答案：
会聚、两个；发散
2、分析：
凸透镜对光线有会聚作用，它对平行光线和不平行光线都有会聚作用，所以A错；凸透镜的焦点在主光轴上，只有平行于主光轴的光线经凸透镜会聚的那一点叫焦点，所以B错；通过凸透镜光心的光线不改变传播方向，所以D错；根据折射现象中光路是可逆的，从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出。
答案：
C
3、分析：
“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束，“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。
光线经凸透镜或凹透镜折射后的光束可以是会聚光束、平行光或发散光束。
答案：
C
4、分析：
塑料贺卡字上的水滴形成了一个凸透镜，起到了放大镜的作用。
答案：
D
5、分析：
照相机、投影仪（或幻灯机）和放大镜是凸透镜在生活中的具体应用，物体到凸透镜的距离不同，成像也不同。
答案：
凸透镜，倒立的、缩小的、实；凸透镜，倒立的、放大的、实，反射：
凸透镜，正立的、放大的、虚。
6、分析：
照相机镜头成像时，人离相机越远，像离镜头越近，像越小；人离相机越近，像离镜头越远，像越大。
在同样大小的底片上照了一张半身像后，再照全身像，可以看出像变小了，这时应该让人离相机远些，同时要调节镜头后缩，减少镜头到胶片的距离。
答案：
B
7、分析：
投影仪镜头成像时，投影片离镜头越近，得到的像就越大，所以要将投影仪的镜头向下移，但若光屏保持不动，则不能得到清晰的像，所以还要投影仪远离屏幕。
答案：
B
8、分析：
由于鱼反射到水面的光线经折射后进入空气到达人眼，而人眼看物体认为光是沿直线传播的，人眼就在鱼缸的上方看到变浅了的鱼的虚像：
由图可知，由于鱼缸和水组成一个凸透镜，对于鱼来讲右侧的鱼缸和水相当于一个放大镜，人看到的是放大的虚像。
答案：
光的折射，虚，右，虚
9、答案：
（1）光的反射或平面镜成像等
（2）“一个几十甚至几百平方米的凹透镜，其聚光功能是相当可观的”
（3）造成火灾隐患或危害居民身体健康、暴露生活隐私
（4）建议对城市使用玻璃幕墙的范围、设计、制作和安装制订统一技术标准或限制用玻璃幕墙等。
10、分析：
左图中的折射光线虽然是发散光束，但相对于入射光线向主光轴偏折，说明该透镜对其有会聚作用，应为凸透镜；右图中的折射光线虽然是会聚光束，但相对于入射光线远离主光轴偏折，说明该透镜对其有发散作用，应为凹透镜。
本题还是要理解会聚作用与会聚光束，发散作用与发散光束的区别，要判断一个透镜具有会聚作用还是发散作用，就看有了这个透镜之后，折射光线靠近还是远离主轴，若靠近则有会聚作用，远离就具有发散作用。
答案：
凸透，凹透
11、分析：
凸透镜—平行于主光轴的光线，折射后经过焦点；根据折射现象中光路可逆，经过焦点的光线，折射后光线平行于主轴；凹透镜—平行于主光轴的光线，折射后折射光线的反向延长线过焦点；过光心的光线不改变传播方向。
答案：
如图
12、左图中平行光经透镜折射后的光束为发散光束，说明该透镜对光线的作用是发散，所以应为凹透镜，且折射光线的反向延长线过凹透镜的焦点；右图中会聚光束经透镜折射后的光束为平行光，说明该透镜对光线的作用是会聚，所以应为凸透镜，且会聚光束的起点为凸透镜的焦点。
答案：
升级会员 