内容正文:
专题05 透镜及其应用
一、思维导图
二、新课标要求
2.3.5 了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。
1.3.3 了解人类探索太阳系及宇宙的大致历程,知道人类对宇宙的探索将不断深入,关注人类探索宇宙的一些重大活动。
三、知识梳理与典例
一、透镜
1. 凸透镜和凹透镜
(1)凸透镜:中间 、边缘 的透镜叫凸透镜;
(2)凹透镜:中间 ,边缘 的透镜叫凹透镜;
凸透镜 凹透镜
(3)薄透镜:若透镜的厚度远小于球面的 ,这种透镜叫薄透镜。
2. 主光轴和光心
(1)主光轴:透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴,简称主轴。如图的点划线CC'。
凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心
(2)光心:主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向 ,叫做透镜的光心O。
二、透镜对光的作用
1. 凸透镜对光有 作用,又叫会聚透镜。
凸透镜对光有会聚作用,不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上,而是指光经凸透镜折射后,折射光线向主光轴偏折,如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
2. 凹透镜对光有 作用,又叫发散透镜。
凹透镜对光有发散作用,是指光经凹透镜折射后,折射光线偏离主光轴,经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点,如图所示。
甲 平行光束 乙 发散光束 丙 会聚光束
三、焦点、焦距及三条特殊光线
1. 凸透镜的焦点和焦距
(1)焦点:凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点,这个点叫做 ,用F表示。
(2)焦距:焦点到 的距离叫做焦距,用f表示。
(3)凸透镜有 个焦点,并且关于 对称。
(4)凸透镜焦距的意义:凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短,凸透镜表面越凸,焦距越 ,对光的会聚作用越 (选填“强”或“弱”)。
凸透镜的焦点和焦距 利用阳光测量凸透镜的焦距
(5)粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法
如图所示,将凸透镜正对着太阳光(可看成是平行光),再拿一张纸放在它的另一侧,来回移动,直到纸上的光斑最 、最 ,测量这个光斑到凸透镜光心的距离,即为该凸透镜的焦距。
2. 凹透镜的焦点和焦距
(1)焦点:平行于主光轴的光线通过凹透镜后 ,发散光线的反向延长线相交于主光轴上,叫凹透镜的 。它不是实际光线的会聚点,凹透镜有 个焦点,关于光心对称。
(2)焦距:焦点到凹透镜 的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示对光 能力的强弱,焦距越小,对光的发散能力越 (选填“强”或“弱”)。
凹透镜的焦点和焦距
3. 透镜的三条特殊光线
(1)凸透镜的三条特殊光线
①通过凸透镜 的光线传播方向不发生改变,如图甲;
②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过 ,如图乙;
③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于 ,如图丙。
甲 乙 丙
(2)凹透镜的三条特殊光线:
①通过凹透镜 的光线传播方向不发生改变,如图甲;
②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散,发散光线的 通过焦点,如图乙;
③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于 射出,如图丙。
甲 乙 丙
【例题1】在如图所示的光路图中,分别填入合适的透镜。其中应选择凹透镜是( )
A.甲、乙 B.丙、丁 C.甲、丁 D.乙、丙
【例题2】如图,凸透镜的焦点为F,光心为O。
①在图中画出S点发出的光线a经过透镜光心后的光线。
②S点发出的一条光线经过透镜后与主光轴平行,在图中画出上述光路。
【例题3】某同学要测量凸透镜的焦距,他把凸透镜正对着太阳光,把一张白纸放在凸透镜的另一侧,改变凸透镜与纸之间的距离,直到纸上的光斑变得最小、最亮,如图所示.此时光斑与凸透镜光心之间的距离就是该凸透镜的焦距.
(1)使凸透镜正对太阳光的目的是什么?
(2)如果没有仔细调节白纸与凸透镜之间的距离,纸上的光斑就不是最小,此时测出光斑到凸透镜中心的距离为L,则凸透镜的焦距( )
A.一定小于L B.一定大于L C. 一定等于L D.可能大于L,也可能小