内容正文:
4.5 实验探究-凸透镜成像(解析版)
目标要求
重、难点
.认识透镜以及透镜的分类
理解透镜的主要概念
了解透镜对光的作用
掌握透镜的三条主要光线
重点
通过探究理解凸透镜成像规律
重点
继续加深对实像与虚像的认识
一、透镜及其概念
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的①制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的②成像,透镜利用光的③成像;透镜成像遵循光的④,面镜成像遵循光的⑤。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。
(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。
4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫⑥(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O”表示。
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后⑦主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F”表示,如图(2)a所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其⑧会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离⑨,焦距用“f”表示,图(1)中就是“OF”之间的距离。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。
(4)物体到光心的距离叫⑩,用“u”表示。
(5)像到光心的距离叫(11),用“v”表示。
5.透镜的三条特殊光线
(1)过光心的光线,经透镜折射后传播方向(12),如图(3)所示。
图(3)过光心的光线
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧(13);经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过(14),如图(4)所示。
图(4)平行于主轴的光线
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于(15);射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于(16),如图(5)所示。
图(5)过焦点的光线
6.透镜的作用:凸透镜有(17)光线作用,所以凸透镜也叫(18);凹透镜有(19)光线作用,所以凹透镜也叫(20)。
7.实像和虚像区别
(1)成像原理不同
实像:物体上每一点射出的光线经反射或折射后,光线会聚到一点所成的像。
虚像:物体上每一点射出的光线经反射或折射后,光线散发,但其反方向延长线相交与一点。
(2)承接方式不同
实像:可以用光屏承接,也可以用眼睛观看。
虚像:只能用眼睛观看。
二、凸透镜成像规律
1.凸透镜成像规律:如图是常见凸透镜成像规律光路图,详见下表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
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(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
v=2f
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
v﹥2f
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
v﹥f
放大镜(图c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤f
d.u=2f
凸透镜成像光路图
凸透镜成像规律需要牢记,同学们可以自己总结其规律。也可以背下下面口诀:“物大焦,倒立实,物越大,像越小;物小焦,正立虚;物为焦,不成像”。这里的“物”指物距,“像”指像距,“焦”指焦距。
2.注意:(1)实像是由实际(21)而成,在光屏上可呈现,可用眼睛直接看,所有光线必过(22);(2)虚像不能在光屏上(23),但能用眼睛看,由光线的(24)会聚而成。
3.凹透镜成像规律:凹透镜始终成缩小、正立的虚像,如图所示。
凹透镜成像光路图
注意:大家还要记住:虚像,物、像同侧;实像,物、像异侧。
表(2)凸透镜、凹透镜比较表
①折射现象;②反射现象;③折射现象;④折射定律;⑤反射定律;⑥主光轴;⑦汇聚于;
⑧反向延长线侧;⑨焦距;⑩物距;(11)相距;(12)不改变;(13)焦点;(14)同侧焦点;
(15)主光轴;(16)主光轴;(17)汇聚;(18)汇聚透镜;(19)发散;(20)发散透镜;(21)光线汇聚;(22)像点;(23)呈现;(24)反向延长线。
【重点一】三条主要光线
1.凸透镜:(1)第一条光线,平行主轴的光线,经过透镜后一定通过焦点。(2)第二条光线,通过光心的光线,经过透镜后方向不变化。(3)第三条光线,通过焦点的光线,经过透镜后一定平行主轴。如图所示。
2.凹透镜:(1)第一条光线,平行主轴的光线,经过透镜后,折射光线的反向延长线经过左侧焦点。(2)第二条光线,通过光心的光线,经过