内容正文:
第4章 光的折射 透镜
一、光的折射
1.光的折射
⑴定义:当光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向会发生偏折的现象
⑵折射规律:
①.当光从一种介质斜射入另一种介质时,折射光线,入射光线和法线在同一平面内;
②折射光线和入射光线分别位于法线的两侧;
③入射角增大或减小时,折射角也随之增大或减小。
④光垂直于介质表面入射时,折射角等于零。
⑤当光从空气斜射入水(或玻璃)中时,折射光线偏向法线), 即折射角小于入射角;当光从水(或玻璃)斜射入空气中时,折射光线偏离法线, 即折射角大于入射角。
⑶注意:
①折射时光路是可逆的。
②为了能显示光在空气和水中传播的路径,
可在空气中喷些烟雾,或在水中滴几滴牛奶。
利用它们对光的漫反射来显示光路。
⑷应用:
① 变形的太阳
②幻日:太阳光通过规则的小冰晶发生反射和折射而形成的。
③潭清疑水浅、插入水中的筷子变弯、硬币再现等。
④坐井观天(装满水)
⑤一束光通过玻璃三棱镜 ⑥一束光通过平行玻璃砖
二、透镜
1.透镜的种类
凸透镜:中间厚,边缘薄
凹透镜:中间薄 ,边缘厚
2.透镜的光学性质
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散 作用
3.光心:一般把透镜的中心称为光心,常用字母“○”表示
主光轴:把通过光心且垂直于透镜平面的直线称为主光轴。
4.焦点:凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这一点叫做凸透镜的焦点,凸透镜两侧各有一个焦点,且对称,凹透镜能使平行于主光轴的光发散,其反向延长线相交于主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫凹透镜的虚焦点,凹透镜两侧各有一个虚焦点,且对称。
5.焦距:焦点到透镜光心的距离.常用字母“f”表示。透镜两侧焦距相等。
6.辨别凸透镜和凹透镜的方法;
⑴利用对光线的作用来鉴别:让太阳光通过透镜,使光会聚的是凸透镜,使光发散的是凹透镜。
⑵近物成像法;让透镜靠近书上的字,如看到的是放大的字,则它是凸透镜;若看到是缩小的字,则它是凹透镜。
⑶远物成像法:通过透镜看远处的树木,若看到的是正立像,则它是凹透镜;若看到的是倒立像,则它是凸透镜。
⑷左右移动法:通过透镜看书上的字并左右移动,若看到的字移动方向和透镜移动方向相同的是凹透镜;若相反,则它是凸透镜。
7. 三条特殊光线:
⑴凸透镜
①平行于主光轴的入射光线通过凸透镜后,折射光线过焦点;
②过焦点的入射光线通过凸透镜后,折射光线平行于主光轴;
③沿任何方向通过光心,方向不变,沿直线传播。
⑵凹透镜
①平行于主光轴的入射光线通过凹透镜后发散,折射光线的反向延长线过焦点;
②射向凹透镜焦点的入射光线通过凹透镜后,折射光线平行于主光轴;
③沿任何方向通过光心,方向不变,沿直线传播。
8. 测量凸透镜焦距的方法;
⑴太阳光法:让凸透镜正对太阳光,在另一侧移动一张白纸,使纸上的亮斑变得最小最亮,用刻度尺量出此亮斑到凸透镜光心之间的距离即为焦距。
⑵二倍焦距法:点燃蜡烛,调节烛焰、光屏的高度,使它们的中心在凸透镜的主光轴上,调节烛焰和光屏到凸透镜的距离,使光屏上出现倒立等大的像,此时,用刻度尺量出物距为u,则焦距f=u 。(u=2f时,成倒立、等大的实像,v=2f)
⑶十倍焦距法:让凸透镜正对窗外明亮的树木(物距大于该凸透镜焦距的十倍),在另一侧移动一张白纸,直至白纸上出现树木的倒立清晰像时,用刻度尺量出白纸到凸透镜的距离即为焦距。(当u>10f时,v≈f)
三、凸透镜成像的规律
【准备知识】
⑴物距(u):物体到透镜的距离。
⑵像距(v):像到透镜的距离
⑶实像:是能在光屏上呈现的像,是由实际光线会聚而成。
⑷虚像:能被人眼看见、但不能在光屏上呈现,可由实际光线反向延长线相交确定。
【组装实验装置】
在光具座上(或水平桌面上)至左向右依次放置蜡烛、凸透镜和光屏,点燃蜡烛,并调节三者中心在凸透镜的主光轴上。
【成像探究】
结论1:
物距
像距
像的性质
观察光屏
像与物
在镜的
应用
放大或缩小
倒立或正立
实像或虚像
u>2f
f<v<2f
缩小
倒立
实像
有清晰像
两侧
照相机
u=2f
v=2f
等大
倒立
实像
有清晰像
两侧
测焦距
2f>u>f
v>2f
放大
倒立
实像
有清晰像
两侧
投影仪
u=f
/
不成像
制作平行光源
f>u
/
放大
正立
虚像
不成像
同侧
放大镜
结论2.
⑴一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
⑵成实像时,物近像远像变大;物远像近像变小;
⑶成虚像时,物近像近像变小,物远像远像变大。
结论3
⑴v<u