内容正文:
章末复习课
第五章 透镜及其应用
1
知 识 结 构
透镜
成像 特点
照相机
近视眼镜
远视眼成因及矫正
作用
对光有发散作用,成虚像
凹透镜
应用
凸透镜
远视眼镜
作用
对光有会聚作用,能成不同特点的像
应用
应用
眼 睛
幻灯机和投影仪
应用
放大镜
应用
近视眼成因及矫正
矫正
矫正
1.两种透镜:中间________、边缘________的透镜叫凸透镜;中间________、边缘________的透镜叫凹透镜。
2.透镜对光的作用
(1)凸透镜:对光有__________作用。凸透镜能对与主光轴平行的光会聚在__________上。焦点到光心的距离叫__________,用f表示。
(2)凹透镜:对光有____________作用。与主光轴平行的光经凹透镜发散后,发散光线的反向延长线将会聚于________上。
厚
薄
薄
厚
会聚
焦点
焦距
发散
焦点
要点回顾
一、透镜
二、透镜的三条特殊光线
凸透镜 通过光心的光经凸透镜折射后,折射光线的传播方向_____ 通过焦点的光经凸透镜折射后,折射光线_______主光轴射出 跟主光轴平行的光经凸透镜折射后,折射光线通过_____
凹透镜 通过光心的光经四透镜折射后,折射光线的传播方向_____ 射向凹透镜的光,如果其延长线通过虚焦点则该光经凹透镜折射后,折射光线________主光轴射出 跟主光轴平行的光经四透镜折射后,折射光线的反向延长线过_______
不变
平行于
焦点
不变
平行于
虚焦点
三、凸透镜成像的规律
物距u 像距v 像的特点
u>2f f<v<2f ______________________
u=2f v=2f ______________________
f<u<2f v>2f ______________________
u<f 物像同侧 ______________________
u=f 不成像
巧记凸透镜
成像规律 一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
物近像远像变大,物远像近像变小(用于实像)
倒立缩小的实像
倒立等大的实像
倒立放大的实像
正立放大的虚像
(1)放大镜:利用时,凸透镜成 像的原理工作。
(2)照相机:利用时,凸透镜成 像的原理工作,照相机的镜头相当于一个 镜,照相机的胶片相当于 。
(4)望远镜(开普勒望远镜):物镜的作用是使远处物体在目镜的一倍焦距以内成 的实像,目镜相当于一个 镜,把实像进行放大。
正立、放大的虚
倒立、缩小的实
凸透
光屏
倒立、缩小
放大
四、透镜的应用
五、实像和虚像
1.凸透镜既能成实像又能成虚像
比较项目 形成
原因 呈现
形式 图解 特点 实例 相同点
实像 由实际光线会聚而成的像 _____用光屏承接 倒立的,像、物_____侧 照相机成像、投影仪成像 都能被眼睛观察到,都能用照相机拍成照片
虚像 由实际光线的反向延长线相交而成的像 __________用光屏承接 正立的,像、物_____侧 放大镜成像
可以
不可以
异
同
2.常见光现象图解
实像 图示 小孔成像 照相机成像 投影仪成像
原理 ______________________ ____________________ ___________________
虚像 图示 平面镜成像 看到的鱼变浅 放大镜成像
原理 ______________________ ____________________ ___________________
光的直线传播
光的折射
光的折射
光的反射
光的折射
光的折射
(1)眼睛:作用相当于________透镜,眼球好比一架照相机,将来自物体的光会聚在视网膜上,形成________、________的________像。
(2)近视眼:晶状体太厚或眼球前后方向太长,光线会聚在视网膜的________面,需要用________透镜矫正。
(3)远视眼:晶状体太薄或眼球前后方向太短,光线会聚在视网膜的________面,需要用________透镜矫正。
凸
倒立
缩小
实
前
凹
后
凸
六、眼睛和眼镜
热点一 透镜作图
例 1 如图所示,请作出凸透镜的入射光线和进入水中的折射光线。
答案:如图所示
本章热点题型
跟踪练习1 如图所示,是光源射向平面镜后的一条反射光线,并射向凹透镜的焦点;是光源在平面镜中的像。请画出:
(1)光源的位置;(2)的入射光线;(3)经凹透镜的折射光线。
热点二 凸透镜成像规律的应用
例 2 某兴趣小组开展“创新服务生活,科技改变未来”的科技创新活动,模拟制作一款“智能”行驶玩具车。该玩具车利用车载传感器(摄像头、雷达)采集生成道路特征数据,完成“自动”驾驶。关于作为传感器之一的摄像头,下列说法正确的是( )
A.摄像头的镜头是凹透镜
B.遇障碍物时,要想生成更大的像,镜头应该向前伸
C.摄像头成的像是正立的虚像
D.成像时障碍物位于镜头的2倍焦距以内
B
类型一、“静态”规律及应用
解析:摄像头的镜头相当于一个凸透镜,其成像原理是障碍物位于镜头的2倍焦距以外,成倒立、缩小的实像;根据凸透镜成实像时,物近像远像变大的原则,遇障碍物时,要想生成障碍物更大的像,应减小物距——玩具车应靠近障碍物,同时增大像距——镜头向前伸。据此分析可知B正确。
跟踪练习2 将一支蜡烛放在装有水的烧瓶前,调整蜡烛和烧瓶至如图所示位置,在墙壁上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.墙壁上是缩小的像
B.墙壁上是放大的像
C.只适当向右移动烧瓶,墙壁上可成清晰变小的像
D.只适当向左移动蜡烛,墙壁上可成清晰变小的像
BC
例 3 在“探究凸透镜成像的规律”实验中,蜡烛、焦距为10 cm的凸透镜、光屏位置如图所示时,光屏上恰好呈现烛焰清晰的像。下列说法正确的是( )
A.投影仪就是利用这一规律成像的
B.将蜡烛放置在35 cm刻度处,仅向
右移动光屏,能得到倒立、放大的清
晰实像
C.若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮
住凸透镜的部分区域,则光屏上烛焰的像不再完整
D.蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,光屏上不再成清晰的像
BD
类型二、“动态”规律及应用
解析:由题图可知,物距大于2倍焦距,此时成倒立、缩小的实像,能够说明照相机的成像原理,A错误;
将蜡烛放置在35 cm刻度处,此时的物距在焦距和2倍焦距之间,像距要大于2倍焦距,向右移动光屏,能得到倒立、放大的清晰实像,B正确;
若飞来一只小虫落在凸透镜上,遮住凸透镜的部分区域,物体上任一点都有光线射向凸透镜的其他部分,经凸透镜折射后,照样能会聚成像,像的大小不发生变化,只是折射光线减少,会聚成的像变暗,C错误;
蜡烛、凸透镜、光屏位置不动,用焦距为8 cm的凸透镜替换该透镜,凸透镜的焦距变小,会聚能力变强,像会提前会聚,所以光屏上不再成清晰的像,D正确。
跟踪练习3 如图所示,用焦距为10.0 cm的凸透镜模拟视力矫正的情况。组装并调整实验器材,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的 上。要想在光屏上呈现清晰的像,可以不改变蜡烛和透镜的位置,将光屏向 移动;也可以不改变透镜和光屏的位置,将蜡烛向 移动;还可以不改变器材的位置,在透镜和蜡烛之间放置合适的 (选填“近视”或“远视”)眼镜片。
近视
右
左
主光轴
例 4 如图所示,是我国自主研制的某新型战斗机上的光电搜索跟踪系统。该系统功能与人眼相似,能为战斗机提供感知外界的“视觉”,系统内置的光电传感器,相当于人眼的视网膜,最外层窗口和传感器之间的光学元件,相当于人眼的晶状体。关于该系统说法不正确的是( )
A.该系统的光学元件相当于一个凸透镜
B.该系统在光电传感器上成的是倒立、放大的实像
C.周围景物通过该系统成像时,景物到镜头的距离
大于镜头的2倍焦距
D.该系统的成像原理与照相机的成像原理相同
B
类型三、凸透镜成像的生活应用
跟踪练习4 如图所示,深秋的清晨观察到草叶上形成了串串露珠,透过露珠能够看到远处景物倒立的像,露珠相当于 (填光学元件);在生活中利用该成像原理的仪器有: (写出一个即可)。
照相机
凸透镜
热点三 近视眼和远视眼
例 5 由于长时间过度使用手机,导致青少年未老先衰,新型疾病“手机老花眼”患者剧增,患者主要表现为观察近处物体不清晰,这种疾病的形成原理与下面__________(选填“甲”或“乙”)图相符,应配戴__________(选填“凹”或“凸”)透镜予以矫正。
甲
凸
跟踪练习5 玩抖音、刷快手、微信聊天,手机使用已影响人们正常工作和生活,长时间盯着手机屏幕,会影响人的视力,下列关于近视眼及其矫正的原理图正确的是( )
A.(1)(3) B.(1)(4)
C.(2)(3) D.(2)(4)
A
热点四 探究凸透镜的成像规律
例 6 在“探究凸透镜成像规律”的实验中。
甲 乙
(1)一束平行于主光轴的光线经凸透镜后,在光屏上形成一个最小、最亮的光斑,如图甲所示,则该透镜的焦距为 cm。
(2)调节各元件位置如图乙所示,可在光屏上得到一个清晰、倒立、 (选填“放大”“缩小”或“等大”)的实像。
(3)保持透镜和蜡烛位置不变,在蜡烛和透镜之间加一个近视镜片,观察到光屏上的像变模糊,若使光屏上的像再次清晰,可将光屏向 (选填“左”或“右”)移动。
右
缩小
12.5
跟踪练习6 在探究凸透镜成像的规律时,实验室应保持较 (选填“亮”或“暗”)的环境,为了判断光屏上的像是否最清晰,需要
移动光屏,观察像是否变模糊。如图所示位置光屏上成清晰的像,则像的大小比光源 (选填“大”“小”或“相同”)。
大
左右小范围内
暗
$$