4.2 透镜-2022-2023学年八年级上册物理同步备课讲义（苏科版）

2 透镜 [学习目标] 1. 知道凸透镜和凹透镜的定义； 2. 知道凸透镜的光心、焦点和焦距； 3. 理解凸透镜和凹透镜对光线的作用； 4. 掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向； 5. 光的会聚、发散的判定； 6. 三条特殊光线的作图； 一、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； 二、三条特殊光线： 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： 1、 透镜相关的几个概念 1． 透镜 1　 定义：透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。 区别：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。 (1)凸透镜：边缘薄，中央厚。(图甲) (2)凹透镜：边缘厚，中央薄。(图乙) 注意： a. 判断一个透镜是凸透镜还是凹透镜，要根据中间与边缘的厚度来确定，而不能根据透镜表面的凸凹来判断。 b. 透镜与面镜区别：面镜利用光的反射现象成像，透镜利用光的折射现象成像；透镜成像遵循光的折射定律，面镜成像遵循光的反射定律。 2　 透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。 a. 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）。 b. 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。 2． 主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，简称“主轴”，画主光轴应用“点划线”。 3． 光心：每个透镜主光轴上都有个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫透镜的光心。用字母“O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。 过透镜两个球面球心的直线叫主光轴（主轴），用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心，用“O”表示。 概念 定义 主光轴 通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。 光心 主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。(透镜中心可认为是光心) a.凸透镜光路 b.凹透镜光路 图1 透镜光路示意图 2、 焦点和焦距 1． 凸透镜的焦点和焦距 1　 焦点：凸透镜能使与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。用字母“F”表示。 2　 焦距：焦点到凸透镜光心的距离(FO)叫焦距，用字母“f”表示。 2． 凹透镜的焦点和焦距 1　 焦点：凹透镜能使与主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。用字母“F”表示。 2　 焦距：虚焦点F到凹透镜光心O的距离(FO)叫焦距，用字母“f”表示。 3、 物距与像距 1． 焦点到光心的距离焦距，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。 2． 物体到光心的距离叫物距，用“u”表示。 3． 像到光心的距离叫像距，用“v”表示。 4、 透镜对光的作用 1． 凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫会聚透镜； 2． 凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。 说明：①凸透镜对光线有会聚作用并不一定会聚到一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比入射光线方向更靠近主光轴的方向偏折，即有一种向主光轴靠拢的趋势；②凹透镜对光线的发散作用指的是折射光线相对于对应的入射光线而言散得更开，即有一种远离主光轴的趋势。 5、 透镜光路 1． 透镜光路示意图 平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点，这点叫凸透镜焦点，用“F”表示，如图2a所示；平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散，其反向延长线会交于一点，这是凹透镜的焦点（虚焦点），如图2b所示。 a.凸透镜光路概念 b.凹透镜光路概念 2． 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不改变，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焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点，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主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴，如图5所示。 图5过焦点的光线 3． 透镜对光线的作用：凸透镜有会聚光