内容正文:
专项一 声与光
重难点03 光的折射与透镜
1、 光的折射及其现象
1. 基本概念:如下图所示,O为入射点;i和r分别是入射角和折射角;AO、MN、OB分别是入射光线、法线和
折射光线。
2. 光的折射规律:折射光线、入射光线和法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居在法线的两侧;当光
从空气斜射入其他透明介质中时,折射角小于入射角;当光从透明介质斜射入空气中时,折射角大于入射角。
3. 光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,传播方向发生改变;而折射光则进入到另一种介质中,由于光在两种不同的介质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射。
4. 白光照到三棱镜上,从三棱镜射出的光分解为各种颜色的光。这一现象的产生,是因为光线由空气进入三棱镜后,发生了光的折射,由于不同色光的偏折程度不同,红光偏折程度最小,紫光偏折程度最大。
2、 透镜
1. 透镜的主光轴和光心:
如下图所示:透镜上通过两个球心的直线CC′叫主光轴;主光轴上有一个特殊点,通过该点的光其传播方向不变,这个点是光心。
2. 凸透镜的焦点、焦距
1 焦点:凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用“F”表示。
2 焦点到光心的距离叫焦距,用“f”表示。
3、 探究凸透镜成像规律
1. 凸透镜成像规律:
物距(u)
像的性质
像距(v)
应用
倒正
实虚
放大或缩小
u>2f
倒立
实像
缩小
f<v<2f
照相机
u=2f
倒立
实像
等大
v=2f
实像大小转折点
f<u<2f
倒立
实像
放大
v>2f
幻灯机
u=f
不成像
像的虚实转折点
u<f
正立放大虚像
v>u
放大镜
2. 凸透镜成像规律记忆口诀:“一焦分虚实,二焦分大小;成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近,像变小。”
1 “一焦分虚实”:物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像。
2 “二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的像,(焦点除外);物距大于二倍焦距成缩小的。
3 “成实像时,物近像远像变大”:成实像时,物体靠近透镜,像远离透镜,像逐渐变大。
4 “成虚像时,物近像近,像变小”:成虚像时,物体靠近透镜,像也靠近透镜,像逐渐变小。
4、 凸透镜的应用
1. 照相机:镜头相当于凸透镜,来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上,成倒立、缩小的实像。
2. 投影仪:镜头相当于凸透镜,来自投影片的光通过凸透镜后成像,再经过平面镜改变光的传播方向,使屏幕上成倒立、放大的实像。
3. 放大镜:成正立、放大的虚像。
4. 显微镜:物镜焦距较短,物体通过它成倒立、放大的实像(像投影仪的镜头);目镜焦距较长,物镜成的像经过它成放大的虚像(像放大镜)。
5. 望远镜:(开普勒望远镜)物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。
5、 眼睛和眼镜及近视与远视矫正
近视眼
远视眼
表现
只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。
成因
晶状体变得太厚,折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长,视网膜距晶状体过远,来自远处的光会聚在视网膜之前,视网膜上得不到清晰的像。如图:
晶状体太薄,折光能力太弱,或者是眼球在前后方向上太短,来自近处物体的光线发散程度较大,光会聚到了视网膜之后。
矫正
考点一:光的折射及应用
【探究重点】
1. 在反射和折射现象中光路是可逆的。
2. 当入射角增大时,折射角也随着增大。在折射现象中,光路可逆。
3. 应用:池底变浅、钢笔错位……
【真题精讲】
1. (2022·湖南邵阳)小凯学习完《光现象》之后,兴致勃勃地回家给妹妹表演了一个小魔术。他先让妹妹站定,在她面前摆一只“空碗”(如图甲所示),然后缓慢地往碗里倒水,成功地给妹妹“变”出了一枚硬币(如图乙所示)。魔术的成功是利用了( )。
A. 光反射 B. 光的折射 C. 光的直线传播 D. 光的色散
【巩固训练】
2. 岸上的人看到平静的水面下一不动的鱼。若他用一束强光照亮这条鱼,则应瞄准( )
A.看到的鱼 B.看到的鱼的下方 C.看到鱼的上方 D.看到的鱼的前方
考点二:透镜
【探究重点】
1. 凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜,如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。透镜是一种模型,常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜,甚至一滴水都可以看做是一个透镜。
2. 凸透镜对光具有会聚作用,并不是说光通过凸透镜后一定会聚在一点或一定是一束会聚光束