内容正文:
2.6节 透镜与视觉
【核心知识点】
一、透镜的基础信息
1、凸透镜:中间厚边缘薄,对光有会聚作用,凸透镜曲率半径(或者凸度)越大,对光线的偏折能力越强,焦距越小
①光线经过凸透镜折射后,折射光线比原来入射光线沿原方向传播更靠近主光轴,使它的光束变窄.
②过光心的光线,传播方向不变
③平行于主光轴的入射光线,经过凸透镜必定相交于焦点。
④根据光路可逆,经过焦点的入射光线,经过凸透镜必定平行于主光轴射出。
2、凹透镜:中间薄边缘厚,光有发散作用
①光线经过凹透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更远离主光轴,使它光束变宽.
②过光心的光线,传播方向不变
③平行于主光轴的入射光线,经过凹透镜,其经凹透镜发散的光反向延长线交于虚焦点。
④根据光路可逆,指向虚焦点的入射光线,经过凹透镜必定平行于主光轴射出。
3、透镜的焦距、焦点等
主光轴:通过透镜两个球面球心的直线叫主光轴,画主光轴应用虚线
光心:透镜的中心点,通过它的光线传播方向不改变,这个点叫做透镜的光心
焦点(F):平行于主光轴的光经过凸透镜会聚的一点。
虚焦点(F):平行于主光轴的光经凹透镜发散的光反向延长线交于的点
焦距(f):焦点与光心的距离。
2、 凸透镜成像
① ②
③ ④
⑤
2、凸透镜成像的实验:
(1) 蜡烛的焰心、凸透镜的光心,光屏的中心在同一高度
(2) 移动蜡烛后,调整光屏的位置,直到出现一个最清晰的像。
(3)
物体到透镜的距离u
像与透镜的距离v
像的特点
应用
倒立或正立
缩小或放大
虚或实
倒立
缩小
实
照相机
倒立
等大
实
测焦距f
倒立
放大
实
幻灯机
不成像
获取平行光
正立
放大
虚
放大镜
(4)口诀:物近像远像变大,物远像近像变小(同向运动)
大像走大步,小像走小步
一倍分焦距虚实,二倍焦距分大小
(5)透镜成像规律实验误差分析
1.光屏无像的误差原因:
①物距小于一倍焦距;②烛焰中心、透镜中心、光屏中心不在同一水平高度;③光具座不够长。
2.成像较暗的原因:1.实验环境较亮;2.凸透镜破损或有污渍遮挡。
3、找焦距
①用平行光照射,在光屏上形成一个最小最亮的光斑,光斑到光心的距离
②找等大的像,此时u=v=2f,焦距f= u/2 = v/2
③利用成像时的物距像距关系
例1:当物距为20cm时,此时成倒立缩小的实像,求焦距的范围
解:成倒立缩小的实像时,u>2f,即20cm>2f,所以0<f<10cm
例2:当物距为10cm,像距为30cm,此时成倒立放大的实像,求焦距的范围
解:成倒立放大的实像时,f<u<2f且2f<v
即:f<10cm<2f,2f<30cm
f<10cm,5cm<f,f<15cm
5cm<f<10cm
三、视觉
1、眼的结构
2、视觉的形成:物体反射的光线经过角膜、晶状体和玻璃体,在视网膜上形成像,经视神经传入大脑,形成视觉。
3、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,这个地方叫做盲点。若像
成在这个位置,我们是看不到的。
4、当我们看近处的物体时,睫状肌收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变大,近处物体射来的光会聚在视网膜上,从而看清近处物体;
5、当我们看远处的物体时,睫状肌放松,晶状体变薄,对光的折射能力变小,远处物体射来的光会聚在视网膜上,从而看清远处物体
6、近视的原因主要是眼球的前后径过长或晶状体曲度过大,来自远处物体的光线聚焦在视网膜前,使物 像模糊不清(戴凹透镜矫正)。
7、远视的原因主要是眼球的前后径过短或晶状体曲度过小,使来自近处物体的光聚焦在视网膜的后面(戴凸透镜矫正)。
【经典例题】
题型一:透镜和光路图
1、如图所示,对光有发散作用的透镜是( )
2、横截面为正方形、中空部分为椭圆形的玻璃体如图所示,则这个玻璃体:①可以看作两块凹透镜;②可以看作一块凸透镜;③对图示光束具有发散作用;④对图示光束具有会聚作用。上述说法正确的是( )
A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
3、许多家庭的门上都装有防盗门镜(俗称“猫眼”),从室内透过防盗门镜向外看,可以看到来客的正立、缩小的像,由此可以断定,门镜的作用于一个:( )
A.照相机镜头 B.幻灯机镜头