内容正文:
凸透镜成像规律(例题整理范例)
一、知识点介绍、分析
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,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.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。
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.凸透镜光路基本概念:
焦点:凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点,这个点就是凸透镜的焦点。
焦距:焦点到凸透镜光心的距离,就是焦距。
物距:就是物体到凸透镜光心的距离。
像距:就是物体通过凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离。
凸透镜的焦距越小,透镜对光的会聚作用越强。
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不改变。
(2)平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;
(3)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;
6.凸透镜成像规律
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)
7:凸透镜和凹透镜比较图
二、知识要点诠释
1.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。
2. 做凸透镜成像实验时,为了保证成像在光屏的中央。应该调节蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一条直线上,并且在同一高度。
凸透镜成像规律需要牢记。下面是辅助记忆口诀:“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。
3:深刻理解凸透镜对光线有汇聚作用
(1):并不是任何的光线经过凸透镜都能汇聚于焦点(只有平行于主光轴的光线)
(2):平行光线并不一定能汇聚于焦点。
(3):汇聚的真正确定性指的是经过凸透镜的光线会向主光轴方向偏折
三、常考例题分类整理
考点一:透镜与透镜对光线的作用
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,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜分为凸透镜和凹透镜。(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜;(2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜。
3.凸透镜对光有汇聚作用。凸透镜中间越后,焦距越短,对光的汇聚作用越强;凹透镜对光有发散作用。
【经典例题】将如图甲所示的黑白卡片放在一只未装满水的薄高脚玻璃杯后面,在高脚杯前方观察到的现象如图乙所示,此时装水部分的高脚杯和杯内水的组合相当于一个( )。
A.凸透镜 B.凹透镜 C.凸面镜 D.凹面镜
【答案】A。
【解析】玻璃杯中有水的这一部分中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜。黑白卡片是左右颠倒的,成倒立、放大的实像。故选:A。
2.将矿泉水瓶遗弃野外易引起山火,是因为瓶中的水相当于______,可会聚太阳光引燃干草或枯枝。隔着薄膜上的水滴看很近的字,会看到通过水滴形成的______的虚像(具体描述像的性质);如果想让看到的字再变大点,应让水滴______ (选填“靠近字、远离字”或“面积增大”)。
【答案】(1)凸透镜;(2)正立的放大;(3)远离字。
【解析】[1]矿泉水瓶中的水,中间厚,两边薄,相当于一个凸透镜。[2] [3]隔着薄膜上的水滴看很近的字,此时薄膜上的水滴相当于一个放大镜,物距在一倍焦距内,放大镜成正立的放大的虚像,若要让看到的字再变大点,此时应该在一倍焦距的范围内增大物距,即应让水滴远离字。
考点二:凸透镜作图
【备考方略】
1.透镜作图主要是依据透镜成像规律作图;同时也是利用作图形式考查透镜与成像规律等知识点一种方式。
透镜成像作图时,要注意光线上的箭头方向,光线实际到达的位置是实线,反向延长线是虚线。另外在画图时要根据物理现象所遵循的规律为依据,灵活运用社会实践和生活体验,科学合理地作出能够反映题目要求的图解。
凸透镜及其成像规律:透镜作图的基础就是透镜的三条主要光线。
2.解题要求
考查方向
解答思路
给出透镜入射光线画折射光线
凸透镜是会聚透镜,按三条主要光线作图
确定透镜种类
确定光线是会聚还是发散,根据凸透镜是会聚透镜、凹透镜