内容正文:
2.6透镜和视觉
【思维导图】
【知识点全掌握】
一、透镜
1. 透镜的类型
种类
定义
图示
凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜
凹透镜
边缘厚、中间薄的透镜叫凹透镜
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。
4. 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汇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
5. 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
6. 透镜中的三条特殊光线
凸透镜
通过光心的的光线经凸透镜折射后,折射光线传播方向不变
通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后,折射光线平行于主光轴射出
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后,折射光线通过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜折射后,折射光线传播方向不变(如光线2)
射向凹透镜的光线,如果其延长线通过虚焦点,则该光线经凹透镜折射后,折射光线平行于主光轴射出(如光线3)
跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过虚焦点(如光线1)
【口诀】过光心不变,过焦点平行,平行过焦点
二、凸透镜的成像规律
1. 基本概念
1) 实像:实像由实际光线会聚而成,能用光屏承接,能使胶片感光,能用眼睛观察到,物、像分布在凸透镜两侧。实像都是倒立的
2) 虚像:虚像不是实际光线会聚而成,而是由折射光线的反向延长线相交而成的,不能用光屏承接,只能用眼睛观察到,物、像位于凸透镜同侧。虚像都是正立的
3) 物距(u):物体到凸透镜的距离
4) 像距(v):像到凸透镜的距离
2. 凸透镜的成像规律
物距u和焦距f的关系
像的性质
像的位置
像距v和焦距f的关系
应用举例
正立/倒立
缩小/放大
实像/虚像
与物同侧或异侧
u>2f
倒立
缩小
实像
异侧
f<v<2f
照相机
u=2f
倒立
等大
实像
异侧
v=2f
f<u<2f
倒立
放大
实像
异侧
v>2f
投影仪
u=f
不成像,光经过凸透镜成平行于主光轴的光线
获得平行光源
u<f
正立
放大
虚像
同侧
放大镜
【口诀】一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;成实像,物近像远像变大, 成虚像,物近像近像变小;虚像正立实像倒,这一规律要记牢
1) 利用光路图理解凸透镜成像规律
三、放大镜和照相机
1. 放大镜
1) 原理:将放大镜镜片放在物体上方,使物体在凸透镜的1倍焦距以内,透过放大镜我们可以看到一个正立、放大的虚像
2) 成像特点:
a) 被观察的物体的像是放大的
b) 物体和通过透镜所成的像在透镜的同侧
2. 照相机
1) 原理:照相机的镜头相当于一个凸透镜,拍照就是利用景物在2倍焦距之外时凸透镜成倒立、缩小的实像
2) 成像特点
成缩小、倒立的实像。拍照时,镜头离物体的距离越近,像离镜头的距离越远,所成的像越大(成实像,物近像远像变大);镜头离物体的距离越远,像离镜头的距离越近,所成的像越小
四、眼睛
1. 眼球的结构及基本功能
眼球好比一架照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体
附:眼睛与照相机对比
眼睛
照相机
成像的原理
透镜类型
角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜
凸透镜
承接屏
视网膜
胶片
控制光的强度
瞳孔
光圈
2. 眼睛的视物原理
1) 眼睛看远处物体时,睫状肌放松,晶状体变薄,对光的折射能力变小,远处的物体射来的光刚好会聚在视网膜上
2) 眼睛看近处物体时,睫状肌收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变大,近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上
3. 人类视觉上的限制
1) 明视距离
在合适的照明条件下,眼部肌肉处于正常状态而能十分仔细地看清物体时,物体离眼睛的距离称为明视距离。正常眼睛的明视距离是25厘米
2) 盲点
在视神经离开视网膜的地方,也是视网膜上唯一没有任何感光细胞的地方,这个地方叫盲点
五、视力缺陷与矫正
1. 近视与矫正
1) 近视眼的成因:晶状体太厚,折光能力太强,或