第三章 光的折射 透镜（单元复习课件）-【上好课】八年级物理上册同步高效课堂（苏科版2024）

江苏凤凰科学技术出版社 八年级物理 上册 义务教育教科书 第三章 光的折射 透镜 （单元复习） “远在古代，人类就渴望认识神秘的宇宙。 他们崇拜眼睛，想象把自己的眼睛延长…… 透镜使人类的夙愿成为现实。 眼镜，矫正人的视力； 显微镜、望远镜，延展人类的视觉空间； 照相机，捕捉美好瞬间。 ………… 这些形形色色的仪器，乃至我们的眼睛，都与透镜成像有关。 透镜为什么会成像？ 透镜成像有什么特点？ 致老师、同学 说明 ① ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约80MB. ②本ppt共有82张、4个小视频，可根据需要选择点播. ③本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 ①动画讲解——《凸透镜成像规律》 ②动画讲解——《光的折射与凸透镜成像作图》 ③动画讲解——《光的折射规律的应用》 ④动画讲解——《凸透镜三条特殊光线》 免责声明：部分视频来源于自有媒体，版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系删除. 复习内容 第一节 光的折射 第二节 透镜 第三节 凸透镜成像的规律 第四节 透镜的应用 第四节 人眼看不见的光 思维导图 视频清单 ①动画讲解——《凸透镜成像规律》 ②动画讲解——《光的折射与凸透镜成像作图》 ③动画讲解——《光的折射规律的应用》 ④动画讲解——《凸透镜三条特殊光线》 第一节 光的折射 知识结构 第一节 光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。 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；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（减小）时，折射角也随之增大（减小）。 ①从空气看水中物体：池底变浅、筷子“折断”等。 ②从水中看岸上物体会升高。 ③海市蜃楼：是光在不均匀的空气中传播时，传播方向 发生改变，产生的折射现象。 折射现象 折射规律 光的折射 光的折射 一、折射的特点 1. 光的折射 光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。 2. 光的折射特点 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；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。 发生折射时，光路可逆。 一、折射的特点 3. 探究光的折射特点 【进行实验】 （1）实验装置如图所示。向水槽中注水，使水面恰好通过背景屏的圆心O。 将一束光从空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。折射光线、入射光线和法线是否在同一平面内？从垂直入射开始，逐次增大入射角，折射角如何变化？折射角与入射角的大小关系如何？ 使一束光从水中经圆心O射入空气，逐次改变入射角，比较折射角和入射角的大小。 光从空气斜射入水中和从水斜射入空气中，折射情况有什么不同？ 探究光的折射特点 【分析论证】 （1）光从空气斜射入水中 将一束光从空气经圆心O射入水中，观察背景屏上显示的光路。发现： 折射光线、入射光线和法线在同一平面内。从垂直入射开始，逐次增大入射角，折射角也逐渐增大；折射角小于入射角。 （2）光从空气斜射入水中 使一束光从水中经圆心O射入空气。发现： 折射角大于入射角。 一、折射的特点 探究光的折射特点 二、折射的现象 1. “池底变浅”、“鱼”的位置升高 水中的S点发出（反射）的光从水斜射向空气时发生折射，折射角大于入射角。人眼逆着折射光线的方向看，觉得光线好像是从它们的反向延长线的交点S′，即S点的像发出来的，像比实际位置高。 二、折射的现象 2. 从水中看岸上物体 空气中的发光点M发出的光从空气斜射向入水时发生折射，折射角小于于入射角。 人眼在水中逆着折射光的方向看去，感觉光就好像由M′射出去的一样。M′就是人眼看到的M的虚像，这点的位置比实际位置升高了。 3. 海市蜃楼 海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象。 【例题1】小明在家做了这样一个实验：如图所示把一枚硬币放在一个空碗底，把碗放在桌子上并慢慢向远处推移，直到眼睛刚好看不到硬币为止。保持头部不动，慢慢地趣事出现了，小明又重新看到了碗底的硬币。则如图的四幅光路图中（　　） AC．根据光的折射定律可知，当光从水中斜射入空气中时，折射角大于入射角；当我们看水中物体时，物体所反射的光经水面折射后再进入到了我们的眼睛，所以AC光的传播方向错误，故AC不符合题意； BD．选项BD光的传播方向正确，但D选项折射光线没有发生偏折，只有选项B中光从水中斜射入空气中，光路正确，故B符合题意，D不符合题意。     A B C D B 【例题2】如图所示，将一束光照射到一个空烧杯的底部，此时杯底被照亮的范围用虚线圈出。若往烧杯中注满水，烧杯底部被光照亮的范围和原来相比会变为（ ） B 根据题意可知，若往烧杯中注满水，根据光的折射可知，折射角会小于入射角，所以，光会往中间靠拢，最后的烧杯底部被光照亮的范围为 ，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B. 【例题3】有一圆柱形散口容器，从其右侧某一高度斜射一束激光，在容器底部产生一个光斑O，如图所示，下列操作使光斑向右移动的是（　　） A．保持水面高度不变使激光笔向左平移 B．保持激光射入角度不变使水面上升 C．保持激光射入角度不变使水面下降 D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大 B A．保持水面高度不变使激光笔向左平移，入射点左移，入射角不变，折射角也不变，则入射光线和折射光线都向左平移，所以光斑左移，故A不符合题意； B．保持激光射入角度不变使水面上升，入射点向右上方移动，入射光线及入射角不变，折射光线向右移，所以光斑右移，故B符合题意； C．保持激光射入角度不变使水面下降，入射点向左下方移动，入射光线及入射角不变，折射光线向左移，所以光斑左移，故C不符合题意； D．保持水面高度和入射点不变使激光入射角增大，则折射角也增大，光斑左移，故D不符合题意。 故选B. 【例题4】按要求作图：如图甲，一束光从空气斜射入玻璃砖中，请画出光从玻璃砖射出时的折射光线，并标出折射角。 第一次折射：光从空气进入玻璃，先过入射点垂直玻璃砖上表面作法线，再在玻璃砖内部法线的右侧作出折射光线，折射角小于入射角；第二次折射，光从玻璃进入空气，先过入射点垂直玻璃砖下表面作出法线，再在玻璃砖的下侧空气中作出折射光线，根据折射时光路可逆可知，第二次折射的折射光线与玻璃砖上表面的入射光线平行，折射角为折射光线与法线的夹角，如图所示。 【例题5】荷花池为信阳市浉河中学五星校区校园一景，如图甲所示。小明在就餐路过池边时，看到水中一石块，石块实际位置在A处，像在B处（图乙），请你在图乙中画出小明看到石块的光路图。 连接眼睛和B点与水面的交点即为折射点，连接A点和折射点即为入射光线，连接折射点和眼睛即为折射光线，如图所示。 【例题6】某小组选用了图甲中光源、水、水槽、可折转的光屏（带刻度）等器材，用于完成探究“光从空气射入水中时的折射规律”：图丙是光从空气射入水中，入射点为O点，不断改变入射角，读出刻度盘上对应的折射角，将实验结果画在图丙中，其中1和1′、2和2′、3和3′、4和4′分别表示各次入射光线和对应的折射光线的位置。试问： （1）甲图中一束光从空气射入水中，各个方向的同学都能观察到此现象，是因为光发生了_____ 反射； （2）当光从空气垂直射到水面时，折射角等于____ 度； 漫 （3）图乙中的把光屏向后翻的目的是为了______________； （4）由图丙可以得到：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而______。 0 验证三线共面 增大 （1）甲图中一束光从空气射入水中，光线在光屏上传播时发生漫反射，各个方向的同学都能观察到此现象。 （2）当光从空气垂直射到水面时，由图丙1可知，入射角为0°，折射角等于0°，即垂直入射时，光在空气和水的界面不发生折射。 （3）图乙中的把光屏向后翻折，不能在光屏上看到折射光线，目的是为了验证入射光线。折射光线、法线在同一平面内。 （4）由图丙可知，入射角增大，折射角随着增大，可得结论：光从空气斜射入水中时，折射角随入射角的增大而增大。 第二节 透镜 知识结构 第二节 透镜 焦点和 焦距 分类 ①凸透镜：中间比边缘厚的叫作凸透镜. ②凹透镜：中间比边缘薄的叫作凹透镜. ③透镜的主光轴和光心. ①凸透镜对光有会聚作用，也叫会聚透镜； ②凹透镜对光有发散作用，也叫发散透镜。 ①凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫做焦距f。 ②凹透镜能使跟主光轴平行的光发散，发散光线的反向延长的交点叫做焦点F，从焦点到光心的距离叫做焦距f。 对光的作用 透镜 一、凸透镜和凹透镜 1. 凸透镜和凹透镜 （1）凸透镜：中间比边缘厚的叫做凸透镜。如甲图所示。 （2）凹透镜：中间比边缘薄的叫做凹透镜。如乙图所示。 2. 透镜的主光轴和光心 （1）主光轴：通过两个球面球心的直线叫主光轴（主轴）。 （2）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心。 凸透镜的主光轴和光心 凹透镜的主光轴和光心 甲 乙 3. 凸透镜的焦点和焦距 （1）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，这个点叫做凸透镜的焦点，用 F 表示。 （2）焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，用 f 表示。凸透镜表面越凸，焦距越短，对光的会聚作用越强。 凸透镜两侧各有一个焦点F1、 F2，这两个焦点关于光心O对称，两侧的两个焦距 f 相等。 平行光通过凸透镜的光路 一、凸透镜和凹透镜 4. 凹透镜的焦点和焦距 （1）焦点：平行于主轴的光通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线交于主光轴上一点，它不是实际光线的会聚点，叫做焦点F。 凹透镜有两个焦点，关于光心对称。 （2）焦距 f ：凹透镜的焦点到光心的距离，叫焦距，用f 表示。 凹透镜焦距 f 的大小表示其光发散能力的强弱， f 越小，对光的发散能力越强。 平行光通过凹透镜的光路 一、凸透镜和凹透镜 1. 凸透镜的三条特殊光线 （1）通过光心的光线传播方向不改变。 （2）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点。 （3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。 二、透镜的三条特殊光线 2. 凹透镜的三条特殊光线 （1）通过光心的光线传播方向不改变； （2）平行于主光轴的光线经凹透镜后发散光线的反向延长线通过焦点； （3）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经折射后平行于主光轴。 二、透镜的三条特殊光线 【例题1】按题目的要求作图。如图，请作出两条光线所对应的折射光线或入射光线。 平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点，通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行于主光轴；经过凹透镜光心的光线折射后其传播方向不变；射向凹透镜虚焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。据此作图. 【例题2】如图所示，S′是S通过凸透镜所成的像，请找出该凸透镜的任一边焦点F，再将SA通过凸透镜后的光线补充完整。 由于S'是S通过凸透镜所成的像，所以S点发出的光经凸透镜折射后都会通过像点S'，连接S'A，就是入射光线SA经凸透镜后的折射光线；再过S点画出平行于凸透镜主光轴的入射光线SA，连接S'A，交主光轴于F点，则点F就是凸透镜的右焦点。如图： 【例题3】如图所示，虚线框内为一透镜，MN为透镜的主光轴，O是透镜光心，已知一条光线a通过透镜之后与MN交于P点，下列说法中正确的是（　　） A．透镜是凸透镜，距离op小于焦距   B．透镜是凹透镜，距离op小于焦距   C．透镜是凸透镜，距离op大于焦距   D．透镜是凹透镜，距离op大于焦距 由图可知，a光线经透镜后会聚，由此可判定此透镜为凸透镜。 因为平行主光轴的光线经凸透镜后会聚焦点，而a光线如果不发生折射，将射向op的外侧，又因为a不是平行主光轴的光线，所以经凸透镜折射后光线一定在焦点的左侧，所以此时op小于焦距。 选项A正确。 A a 第三节 凸透镜成像的规律 知识结构 第三节 凸透镜成像的规律 物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用 u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 照相机 u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 投影仪 u＝f 不成像 获得平行光 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 放大镜 表格总结——凸透镜成像规律 一、探究凸透镜成像的规律 【组装与调节】 （1）按图所示组装实验器材，了解凸透镜的焦距并记录。 （2）为了使烛焰的像成在光屏的中央，调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。 一、探究凸透镜成像的规律 【实验与记录】 （1）点燃蜡烛，并使之远离凸透镜。 调整光屏位置，直至光屏上呈现烛焰的 像。测量物距和像距，并将成像的情况记录在下表中。 （2）逐次减小物距，重复上述操作并记录，直至在光屏上无法呈现烛焰 的像。 （3）当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时物距是多 大？回顾用放大镜观察邮票的情景，移开光屏，用眼睛通过凸透镜观察， 你看到了什么？ （4）在逐次减小物距的过程中，像的大小如何变化？由此推测，是否存 在像和物大小相等的情况？如果有，这时像距、物距和焦距的大小有什么 关系？试一试，你的推测正确吗？ 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 数据记录表格 凸透镜的焦距 f=10 cm 一、探究凸透镜成像的规律 一、探究凸透镜成像的规律 【交流与小结】 回顾实验过程，并与其他组的同学交流，总结凸透镜成像的规律，并填写下表。 （1）凸透镜成像的规律 物距 像的性质 像距 u > 2f 缩小、倒立的实像 2f >v >f u = 2f 倒立、等大的实像 v = 2f 2f >u >f 倒立、放大的实像 v>2f u<f 正立、放大的虚像 一、探究凸透镜成像的规律 （2）物体通过凸透镜成像的性质与物距有关。 主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是二倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。二倍焦距处，是物体成缩小像与放大像的分界点；一倍焦距处，是物体成倒立实像与正立虚像的分界点。 二、凸透镜成像规律的应用 1. 照相机 （1）照相机原理： 物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f （2）照相机的调节 ①调节依据：凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法 像偏小时，物体靠近相机，暗箱拉长；像偏大时，物体远离相机，暗箱缩短。 （1）投影仪原理 物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f （2）投影仪的调节 ①调节依据：凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。 ②调节方法：像偏小时，投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；像偏大时，投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。 2. 投影仪 二、凸透镜成像规律的应用 （1）放大镜成像原理 当物距 u<f 时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧。 3. 放大镜 （2）放大镜的调节 ①调节依据：凸透镜成虚像时，物近像近像变小。 ②调节方法：像偏小时，物体稍微远离镜头，适当调节眼睛位置；像偏大时物体稍微靠近镜头，适当调节眼睛位置。 二、凸透镜成像规律的应用 【例题1】物理实验课上，如图所示为小海做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，当点燃的蜡烛、透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像。则（　　） A．物距为40cm，像距为50.0cm B．光屏上成倒立、缩小的实像 C．照相机应用了该次实验的成像规律 D．投影仪应用了该次实验的成像规律 D AB．由图示知，蜡烛到凸透镜的距离，即物距为 u=40.0cm-30.0cm=10.0cm 光屏到凸透镜的距离，即像距 v=90.0cm-40.0cm=50.0cm 则物距小于像距，成倒立、放大的实像，故AB不符合题意； C．照相机所成的像是倒立、缩小的实像，照相机不是应用该次实验的成像规律，C不符题意； D．投影仪成倒立、放大的实像，故投影仪应用了该次实验的成像规律，故D符合题意。 故选D。 【例题2】如图探究焦距为f 的凸透镜成像规律。 （1）发光物体和凸透镜的位置如图所示，图中光屏未画出，光屏上所成清晰的像在图中_____（填数字序号）区域，像的箭头方向是竖直向______的，像的大小比发光物体要_____； （2）将光屏放在凸透镜右侧，发光物体放在A处，发现无论怎样调整光屏的位置，在光屏上都无法得到发光物体的像。撤去光屏，从凸透镜右侧向凸透镜看去，观察到发光物体的像，此像到凸透镜的距离______（填“大于”“等于”或“小于”）发光物体到凸透镜的距离。 ③ 下 小 大于 （1）如图，物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像规律，像距在一倍焦距与二倍焦距间，故②④排除；又因为发光物体在透镜主光轴上方，根据过透镜光心的光线不改变传播方向可知，像的位置在主光轴下方，故光屏上所成清晰的像在图中③的区域。 根据凸透镜成像规律，当物距大于二倍焦距，成缩小、倒立的实像，所以像的箭头方向是竖直向下的；像的大小比发光物体要小。 （2）当物距小于一倍焦距时，我们在凸透镜右边看到的那个正立、放大的虚像是由光经过凸透镜的折射光线的反向延长线交点形成的，像在物的后方，故像到透镜的距离大于物体到透镜的距离。 【例题3】如图所示，是“探究凸透镜成像的规律”的实验装置，已知使用的凸透镜的焦距为10cm。 （1）如图示，光屏上承接到清晰的实像，像距为_____cm， _________（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这个成像原理制成的； （2）保持透镜位置不动，将蜡烛向右移动10cm，光屏移动到 _______cm的刻度线处，光屏上再次得到清晰的像； （3）实验中，由于蜡烛变短，烛焰在光屏上的像位于光屏的______ 选填（“上半部”或“下半部”）。 15 照相机 80 上半部 （1）由图可知，光屏所在的位置为75.0cm，凸透镜所在的位置为60.0cm，所以像距为75.0cm-60.0cm=15.0cm。此时物距为30.0cm，大于二倍焦距，成倒立缩小的实像，照相机就是利用这个成像原理制成的。 （2）将蜡烛向右移动10cm，此时物距为u=2f=20cm 物体在二倍焦距时，成倒立等大的实像，此时物距和像距相等，因此像距为v=2f=20cm，即光屏需要移到80.0cm的刻度线处。 （3）凸透镜成实像是倒立的，蜡烛燃烧变短时，烛焰向下移动，根据光通过光心的方向不变，那么光屏上的像要向上移动，烛焰在光屏上的像位于光屏的上半部。 第四节 透镜的应用 知识结构 第四节 透镜的应用 视力的缺 陷与矫正 ①照相机原理：利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。 ②眼球视物原理：晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机的感光器件，物体的光通过晶状体成像于视网膜上。 ①近视眼及其矫正：像成在视网膜的前方；选配凹透镜。 ②远视眼及其矫正：像成在视网膜的后方；选配凸透镜。 ③眼镜的度数：在数值上等于镜片焦距倒数的100倍。 ①构造：物镜（相当于照相机）、目镜（相当于放大镜）。 ②原理：远处物体首先通过物镜成倒立、缩小的实像； 目镜把物镜形成的实像放大，得到正立、放大的虚像。 ③视角：从眼睛的中心向物体两端所引的两条直线的夹角。 ①主要构造：物镜（相当于投影仪）、目镜（相当于放大镜）。 ②原理：物体首先通过物镜成倒立、放大的实像； 目镜把物镜形成的实像再次放大，得到正立、放大的虚像。 望远镜 照相机 和眼球 透镜的应用 显微镜 一、照相机和眼球 1. 照相机原理 是利用凸透镜能成缩小实像的原理制成的。数码相机的镜头相当于一个凸透镜，来自物体的光通过镜头成像在感光器件上。 2. 眼球 人的眼球像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜 相当于照相机的感光器件。来自物体的光通过晶状体成像于视网膜上。 一、照相机和眼球 3. 照相机和眼球的调节 当被观察的物体与人眼的距离改变时，人眼可以通过调节肌肉的松 紧来改变晶状体的弯曲度，即可改变晶状体的焦距，使物体仍能在视网 膜上成像。与人眼相似，现在大多数照相机镜头的焦距也是可以调节的。 二、视力的缺陷与矫正 1. 近视眼及其矫正 （1）近视眼的特征 只能看清近处的物体，看不清远处的物体。 （2）近视眼的成因 近视眼的晶状体太厚，折光能力太强；或者眼球在前后方向上太长。使得来自远处的光会聚在视网膜前面，到达视网膜时一个模糊的光斑，得不到清晰的像。 晶状体太厚折光能力太强 眼球在前后方向上太长 矫正近视眼，应使眼睛的成像点后移，利用凹透镜的发散作用，使入射的光线先经凹透镜变得发散一些再射入眼睛，会聚点能够后移到视网膜上。所以近视眼患者应该佩戴用凹透镜制成的眼镜。 （3）近视眼的矫正 二、视力的缺陷与矫正 晶状体太薄折光能力太弱 眼球在前后方向上太短 2. 远视眼及其矫正 （1）远视眼的特征 只能看清远处的物体，看不清近处的物体。 （2）远视眼的成因 远视眼的晶状体太薄，折光能力太弱；或者眼球在前后方向上太短，来自近物的像成在视网膜的后面，在视网膜上形成一个模糊的光斑，人眼就只能看到模糊不清的物体。 二、视力的缺陷与矫正 远视眼成像在视网膜之后，要矫正远视眼，应使会聚点前移，可以佩戴用凸透镜制成的眼镜。使入射的光线先经凸透镜变得会聚一些再射入眼睛，会聚点能够前移到视网膜上。 （3）远视眼的矫正 二、视力的缺陷与矫正 眼镜的度数表示的是镜片（透镜）折光本领的大小。我们知道，近视或远视程度越严重，所配眼镜的度数越高。镜片的度数越高，焦距就越短，发散或会聚光的本领就越大。 眼镜的度数在数值上等于镜片焦距（以m为单位）倒数的100倍。 D=（度） 远视镜片（凸透镜）度数为正，近视镜片（凹透镜）度数为负。 例如，焦距为0.5m的远视镜片度数为200 度，焦距为0.2 m 的近视镜片度数为 -500度。 3. 眼镜的度数 二、视力的缺陷与矫正 【例题1】如图为光通过晶状体P和透镜Q的光路图，则（　　） A．Q是凸透镜 B．图1眼睛是远视眼 C．Q制成的眼镜可以矫正图1的眼睛 D．晶状体P的折光能力比正常眼睛强 B 光线经透镜Q后，折射光线向远离主光轴发散，故透镜Q是凹透镜。由图1可知，像成在视网膜的后方，故该眼睛是远视眼，远视眼是晶状体曲度变小，会聚能力减弱，即折光能力减弱，应佩戴会聚透镜，使光线提前会聚，即用凸透镜矫正，不能用装有透镜Q的眼镜加以矫正；综上所述，B正确。 故选B。 【例题2】如图是近视眼及其矫正的光路图，下列说法不正确的是（ ） A．近视眼的成像原理和小孔成像的原理相同 B．近视眼看远处的物体，像成于视网膜前 C．近视眼用凹透镜矫正 D．为预防近视，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右 A A．晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，眼睛成像利用了凸透镜的成像原理，而小孔成像利用光的直线传播，二者原理不同，故A错误，符合题意； B．近视眼晶状体折光能力强或眼球前后径过长，看不清远处的物体，远处物体的像成于视网膜前，故B正确，不符合题意； C．凹透镜对光线有发散作用，可以使光线延后成像，正好成在视网膜上，近视眼用凹透镜矫正，故C正确，不符合题意； D．为预防近视，应养成良好的用眼习惯，读写时眼睛与书本的距离应保持在25cm左右，故D正确，不符合题意。 故选A。 【例题3】在“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）如图（a）所示，测得的凸透镜的焦距是_____ cm；将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在水平桌面上的光具座上，并调整它们的高度，使烛焰的中心与凸透镜中心和光屏中心大致在__________上； 10.0 （2）如图（b）是人眼球的结构图，眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像，这个像是__________实像（选填“倒立缩小”或“倒立放大”）；正常人眼通过睫状体来改变晶状体的形状：当睫状体放松时，晶状体比较薄，当睫状体收缩时，晶状体变厚，即收缩时晶状体焦距________放松时晶状体的焦距（选填“大于”或“小于”）。 同一高度 倒立缩小 小于 （1）平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点，这点是焦点。焦点到光心的距离是焦距，所以凸透镜的焦距 f=10.0cm 实验前，为使像成在光屏中央，需要调节烛焰、凸透镜和光屏，使它们的中心在同一高度。 （2）眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，把来自物体的光会聚在视网膜上，成一个倒立、缩小的实像。 眼睛是个“变焦距”的凸透镜，它是通过睫状体来改变晶状体的形状。当睫状体放松时，晶状体比较薄，对光的偏折能力变小，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼球可以看清远处的物体；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体，即收缩时晶状体焦距小于放松时晶状体的焦距。 1. 望远镜 （1）望远镜的构造 望远镜由两组透镜组成，每组透镜相当于一个凸透镜。靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长，叫物镜。靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短，叫做目镜。 （2）望远镜的原理 物镜相当于照相机的镜头，使远处的物体在焦点附近成倒立、缩小的实像。目镜相当于一个放大镜，成正立、放大的虚像。两次成像，先缩小，后放大。 三、望远镜 远处物体射来的光 （3）望远镜的成像光路图 物镜：相当于照相机的镜头，成倒立、缩小的实像 目镜：相当于放大镜， 成正立、放大的虚像。 物镜 目镜 F目 F物 F目 F物 三、望远镜 物体移近，视角增大 2. 视角 （1）视角：视角是指从物体两端向眼的光心引出的两条光线的夹角。如图所示，当远处的物体移近时，视角增大，因此能更清楚地看到物体。 （2）望远镜对视角的放大 三、望远镜 用望远镜观察物体时，望远镜所成的像离我们的眼睛很近，增大了视角，因而通过望远镜能清楚地看到远处的物体。 3. 光学天文望远镜的发展 （1）伽利略望远镜 第一位把望远镜用于天文观测的是意大利物理学家伽利略。 （2）开普勒望远镜 1611年，德国天文学家开普勒用两个凸透镜组成望远镜。这种望远镜更适宜于观察天体，通常称为开普勒望远镜。 （3）反射式望远镜 1668 年，牛顿用金属磨成的凹面镜代替凸透镜作为物镜，制成了第一架反射式望远镜。 （4）哈勃空间望远镜 1990 年，哈勃空间望远镜被送入太空，它避免了大气层的干扰，将人们的视觉范围扩展到遥远的宇宙深处。 三、望远镜 （1）显微镜的构造 显微镜有两组位于镜筒两端的透镜——目镜、物镜组成，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜。 显微镜的主要结构及作用分别为： 2. 显微镜 目镜 物镜 载物片 反光镜 靠近眼睛的凸透镜，焦距长， 其作用相当于一个普通的放大镜 靠近被观察物体的凸透镜，焦距短， 其作用相当于投影仪的镜头 承载被观察的物体 增加光的强度，照亮被观察的物体 四、显微镜 （2）显微镜成像的基本原理 ①物镜：物镜的作用相当于投影仪的镜头，焦距很短、被观察物体首先通过物镜成倒立、放大的实像，这个实像落在了目镜的一倍焦距以内； ②目镜：目镜的作用相当于一个放大镜，焦距较长，把物镜形成的放大的实像再次放大，得到正立、放大的虚像。 ③物体通过整个显微镜所成的像是：倒立、放大的虚像。 四、显微镜 （3）显微镜的成像原理图 最终看到： 倒立、放大的虚像 物镜成倒立 放大的实像 目镜成正立 放大的虚像 A A1 A2 物镜 目镜 F物 F目 四、显微镜 （4）显微镜的放大倍数 微小的物体通过显微镜后被两次放大，因此， 显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数 一般在镜头上标有“n×”字样，例如n=5，即为放大5倍。 （5）显微镜的作用 显微镜可以用于观察细微的物体或物体上的细微部分。如植物细胞、金属结构、细菌等。 光学显微镜下的洋葱鳞片叶表皮 四、显微镜 【例题1】如图所示为实验室用显微镜和天文望远镜， 关于图中两种仪器下列说法错误的是（　　） A．显微镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于投影仪 B．天文望远镜的目镜相当于放大镜，物镜相当于照相机 C．显微镜的目镜是凸透镜，物镜是凹透镜 D．天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜 C AC．显微镜的目镜和物镜都是凸透镜，目镜相当于放大镜， 成正立的放大的虚像，物镜相当于投影仪，成倒立的放大的实像， 故A正确，不符合题意，C错误，符合题意； BD．天文望远镜的目镜和物镜都是由凸透镜组成，目镜相当于放大镜，成正立放大的虚像，物镜相当于照相机，成倒立缩小的实像，故BD正确，不符合题意。 故选C。 【例题2】天文爱好者可以用开普勒望远镜来观察行星和月球，这种望远镜的目镜和物镜都是_______镜。当被观察到的物体在物镜的两倍焦距以外时，物镜使物体成一个_____、______的______像。相当于______（照相机/投影仪/放大镜）的作用；然后这个像通常在目镜的一倍焦距内，经过目镜成______ 、_______的______像，相当于______（照相机/投影仪/放大镜）的作用。天文望远镜的物镜口径做得较大，是为了增加_____光线。我们不能看清一个物体，与物体对我们的眼睛所成的视角大小有关，物体离我们越近，视角越____，看物体越清楚。 凸透 倒立 缩小 实 正立 放大 虚 放大镜 入射 大 照相机 根据透镜的特点，望远镜由两组凸透镜组成，根据凸透镜的成像规律，物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成倒立，缩小的实像，相当于照相机的工作原理。 这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置，根据凸透镜的成像规律，目镜的作用相当于一个放大镜，这个实像经过目镜成一个正立、放大的虚像，这是应用了放大镜的原理。 天文望远镜的物镜口径做得较大，由于物镜也相当于一个凸透镜，因此口径做得大，可以增加入射光，使观察到的物体更多。 视角的大小不仅与物体的大小有关，还与眼睛距离物体的远近有关，物体离我们越近，视角越大，看物体越清楚。 【例题3】如图所示，在自制水滴显微镜的实验中： （1）应使箭头、小水滴、凸透镜的中心沿竖直方向在同一直线上，且始终保持凸透镜是水平的，眼睛离凸透镜不要太近； （2）小水滴相当于显微镜的_____镜，透过图中的小水滴应该能看到一个_____（填“倒立”或“正立”）、______（填“放大”或“缩小”）的箭头；如果箭头离小水滴的距离1.6cm，则水滴透镜的焦距的范围为_______。 物 倒立 放大 0.8cm~1.6cm （2）小水滴中间是凸出的曲面，下方就是观察物，故相当于显微镜的物镜。显微镜的物镜成倒立放大的像，所以透过图中的小水滴应该能看到一个倒立、放大的箭头。 如果箭头距离小水滴1.6cm，根据凸透镜成倒立放大实像的条件，此刻物距在一倍焦距和二倍焦距之间，则f<1.6cm<2f 所以0.8cm<f<1.6cm 小水滴的焦距最好在0.8cm~1.6cm范围内。 第五节 人眼看不见的光 知识结构 第五节 人眼看不见的光 ①红外线：在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光. ②特性：热作用强；穿透云雾能力强. ③应用：红外线测温；检测设备；夜视仪；遥控器等. ①紫外线：可见光谱的紫端以外，一种看不见的光. ②应用：使荧光物质发光；能杀死微生物，用来灭菌消毒； 对于骨骼生长和身体健康的许多方面都有好处. ③防护：戴墨镜、遮阳伞；电焊工人穿工作服，戴防护面罩. 紫外线 人眼看不见的光 红外线 一、红外线 1. 红外线 （1）红外线 在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光，称为红外线。 （2）红外线的特性 红外线具有比较显著的热效应。一切物体都在不停地发射红外线，同时也在吸收其他物体发射来的红外线。 一、红外线 2. 红外线的应用 （1）红外线测温 自然界中的物体都在不停地辐射红外线。物体辐射的红外线的强度与温度有关，因此可以通过物体辐射的红外线来测量物体的温度。 （2）红外线检测设备 在工业领域，还可以借助红外线检测设备准确识别机械设备正在发热的疑似故障位置，从而可以实现在线工业检测、设备维护等。 红外热成像仪 红外线检测设备 一、红外线 （3）红外线在其他方面的应用 红外线在遥控技术、远距离探测、医学等方面也有广泛的应用。 红外线理疗器 红外遥控器 红外测温仪 红外自动水龙头 二、紫外线 （1）紫外线 在太阳光色散光带紫光外侧的有一种不可见光，叫作紫外线。 （2）紫外线的特性与应用 ①紫外线能使荧光物质发光：验钞机利用紫外线的这种性质鉴别人民币的真伪。 ②医院、厨房等常用紫外线进行灭菌。 ③生产电子芯片的光刻设备中也能见到紫外线的身影。例如极紫外线光刻机。 1. 紫外线 紫外线验钞机 紫外线消毒柜 （3）紫外线的危害 适当的紫外线照射对人体有益；过强的紫外线能伤害人的皮肤，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤癌。 （4）防护紫外线的方法 预防紫外线最好的办法就是外出时戴上墨镜、遮阳伞或宽檐帽，避免在阳光直射的地方久待，眼睛不要对着太阳看。电焊的弧光中有强烈的紫外线。因此电焊工人在工作时必须穿好工作服，并戴上防护面罩。 紫外线防护面具 防晒帽、眼镜、防晒霜 二、紫外线 共同点 不同点 红外线 紫外线 都是不可见光 存在于 红光外侧 存在于 紫光外侧 具有热效应； 使荧光物质发光； 杀毒灭菌 红外测温; 红外探测器; 红外夜视仪 …… 验钞机; 紫外线灭菌灯 …… 2. 红外线与紫外线的区别 二、紫外线 【例题1】太阳光通过三棱镜会被分解成多种色光，下列说法正确的是（　　） A．A处的光线可用于杀灭细菌 B．B处的光线可使荧光物质发光 C．火灾位置探测器主要利用B处光 D．物体温度升高时，辐射出的B处光增强 太阳光通过三棱镜会被分解成七种色光，从上到下依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，A处在红光的外侧是红外线，B处在紫光的外侧是紫外线。 AB．紫外线有杀菌作用，可使荧光物质发光，故A错误，B正确； C．红外线热效应比较显著，火灾位置探测器是利用红外线工作的，故C错误； D．物体温度越高，向外辐射红外线越强，所以物体温度升高时，辐射出的红外线增强，故D错误。 B 故选B。 【例题2】如图甲所示是光的色散现象，白色光屏A处我们看到的是______光，用温度计分别在不同色光区域测温，发现温度计放在________（选填“A”或“B”）的外侧时温度计示数上升的较快，说明在这一区域有一种看不见的光。如图乙所示，当一束a光与一束b光相距d平行入射到一块玻璃砖上，经玻璃折射后____________（选填“仍然平行”或“不再平行”），它们之间的距离d会_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。 红 A 仍然平行 不变 光的色散现象中，三棱镜对红光偏折能力最弱，对紫光偏折能力最强，所以白色光屏上从A到B依次是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，所以A处我们看到的是红光。红光以外还有红外线，红外线热作用强，所以温度计放在A的外侧时温度计示数上升的较快。 光从空气斜射入玻璃再射出，根据光路可逆，可知光线最终射出的方向和最初的入射方向平行，所以一束a光与一束b光相距d平行入射到一块玻璃砖上，经玻璃折射后仍然平行，它们之间的距离d不变。 【例题3】星星和湾湾到超市购物，遇到了以下情境，他们对情境判断正确的是（　　） A．如图甲，商场自动门发射可见光到靠近的物体，通过光控装置实现自动开闭 B．如图乙，湾湾发现商品上有条形码，当条形码扫描器用光照射它时，会接收到黑色条纹反射的光 C．如图丙，星星买了一个额温枪，额温枪通过接收被检测者发出的红外线来判断温度 D D．如图丁，收款时，星星支付了钞票，收银员用验钞机检测人民币，它发出的荧光是紫外线 A．自动门本身能发出一种红外线信号，当此信号被靠近的物体反射时，就会自动开闭，故A错误； B．白色物体反射所以色光，黑色物体会吸收所有色光，因此当条形码扫描器用光照射它时，会接收到白色条纹反射的光，故B错误； C．人体在不断的产生红外线，所以额温枪能快速测量人的体温并记录，是通过传感器接收身体发出的红外线得出感应体温数据的，故C正确； D．人眼可以看见紫外线照射时人民币发出的荧光，但是人眼是看不见紫外线的，所以人民币发出的荧光不是紫外线，故D错误。 故选C。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$