5.1 透镜 2025-2026学年人教版物理八年级上册

第五章 透镜及其应用 5.1 透镜 人教版八年级上册 1.能正确区分凸透镜和凹透镜. 2.能正确在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距.(重点) 3.理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用.(重难点) 学习目标 引入新课 用照相机拍照,可以把瞬间的情景留作永恒的记忆;用投影仪投影,可以使教室里的同学看到放大的图片;用显微镜观察,可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么?它们对光有什么作用呢? 透镜的种类有哪些? 1.透镜的概念 透镜是利用光的折射原理制成的光学器件. 知识点一 凸透镜和凹透镜 2.透镜的种类 凸透镜中央 厚、边缘薄, (如远视镜片) 凹透镜中央 薄、边缘厚, (如近视镜片) 3.透镜的光心与主光轴 主光轴:透镜上通过两个球面球心的直线叫做主光轴. 光心:主光轴上有一个特殊的点,凡是通过该点的光,其传播方向不改变,这个点叫做光心. C2 C1 O C2 C1 O 通过透镜光心的光线,它的传播方向不改变. 主光轴 主光轴 光心 光心 把一只放大镜正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,调整放大镜与纸的距离,纸上会出现一个很小、很亮的光斑.这个现象说明放大镜能把光会聚起来. 放大镜是凸透镜,即凸透镜对光有会聚作用,那么凹透镜也能使光会聚吗? 1.透镜对光的作用 知识点二 透镜对光的作用 透镜对光的作用 使平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜,光从凸透镜的另一侧射出,观察到凸透镜能使平行于主光轴的光会聚到一点上. 实验现象说明凸透镜对光有会聚作用. (1)凸透镜对光的作用 探究实验 使平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜,光从凹透镜的另一侧射出,观察到凹透镜能使平行于主光轴的光向外发散. 实验现象说明凹透镜对光有发散作用. (2)凹透镜对光的作用 O F f 焦点:平行于主轴的光通过凸透镜后会聚于一点. 焦距:焦点到光心的距离. 焦距 焦点 (1)凸透镜的焦点和焦距 知识点三 透镜的焦点和焦距 测量透镜的焦点 主光轴 F f 焦点 f 凸透镜有两个实焦点 知识拓展 虚焦点 F f 焦距 (2) 凹透镜的焦点和焦距 平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散,发散光线的反向延长线相交于主光轴上,它不是实际光线的会聚点,叫虚焦点( F ). F 凹透镜有两个虚焦点 f F 知识拓展 F F F F 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,经凹透镜折射后发散,发散光线的反向延长线通过虚焦点. 3.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出. 对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出. 3.透镜的作图:三条特殊光线 光路可逆 1.完成下图中的光路图(画出每条入射光线对应的折射光线). 解析:延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点,如图所示: 例题讲解 2.如图是一束光线通过两个透镜前后的传播方向,请在长方框中填上适当类型的透镜. • 拿一个凸透镜正对着太阳光,在把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直到纸上的光斑变得最小、最亮,测量这个最小、最亮的光斑到透镜光心的距离,这就是焦距. 太阳光离我们非常远,射到地面的阳光可以看做平行光.想一想,怎样利用阳光测量凸透镜的焦距? 观察与思考 F 主轴 凸透镜对所有光都起会聚作用 F F F F F 凹透镜对所有光线都起发散作用 透镜 中间厚、边缘薄 凹透镜 几个概念 对光有会聚作用 三条特殊光线 凸透镜 中间薄、边缘厚 对光有发散作用 三条特殊光线 主光轴 光心 焦点(F) 焦距(f) 课堂小结 1. 单反相机镜头由多种光学器件组成,其中较为重要的是透镜组, 下列透镜属于凹透镜的是( B ) B 课堂练习 2. 如图所示,若在虚线框中放入甲透镜,则光线会集中到c点;若 在虚线框中放入乙透镜,则光线会集中到a点.关于两个透镜及其对光线 的作用的判断,正确的是( C ) A. 甲是凹透镜,对光有会聚作用 B. 甲是凸透镜,对光有发散作用 C. 乙是凸透镜,对光有会聚作用 D. 乙是凹透镜,对光有发散作用 C 3. 跨化学香水的主要成分是易燃酒精.如图为三瓶香水,透明玻璃 瓶盖形状各异,容易在阳光下引发火灾的有 ,因为它们对光线 有 作用;另外一种类型的透镜对光线有 作用. 甲、丙 会聚 发散 4. 在一个不透明的木板上,钻一个小孔,用眼睛通过小孔可以观察 到一定的范围,如图所示.为了能获得最大观察范围,在小孔中最好嵌 入 (选填 “凸透镜”或“凹透镜”),因为其对光有 作用. 凹透镜 发散 5. 生活物理一种手电筒上所用的聚光电珠如图所示,其前端相当于 一个玻璃制的凸透镜,为了使灯丝发出的光经凸透镜后变成平行光,应 把灯丝放在( A ) A. 焦点处 B. 焦点以内 C. 焦点以外 D. 任意位置 A 6. 凸透镜的焦距是表示凸透镜对光线会聚能力的一个物理量,两个 直径相同的凸透镜,它们的焦距分别为4 cm和6 cm,那么焦距为 cm的 凸透镜对光线会聚的能力强一些. 4 7. 如图所示,完成两束光的折射光路图. 8. 模型建构如图所示,平行光线通过玻璃中的椭圆形气泡后,折射 光线将( C ) A. 平行 B. 会聚 C. 发散 D. 不确定 C 9. 如图所示,把一个凸透镜放在平面镜前,一束与凸透镜主光轴平 行的入射光射向凸透镜(光线a、b是这束光的上下边缘),当观察平面镜 时,感觉光束是从镜后的M点发散开来,则凸透镜的焦距是( C ) A. 40 cm B. 30 cm C. 20 cm D. 10 cm C 10. 如图所示,两透镜右侧的焦点正好重合,一条光线平行于主光 轴射向凸透镜,请画出光线经过两个透镜的光路图. 11. 阅读短文,回答问题. 菲涅尔透镜 甲图中图1是平凸透镜的截面图,由光学知识可知,平行光由平凸透 镜左侧垂直入射,在透镜中传播方向不变,只有经透镜另一侧曲面时才 会发生偏折,并会聚于焦点.若在图2中将平凸透镜阴影部分去掉,保留 图中曲面的白色部分并将其向左平移到透镜平面处,即为图3,这样的透 镜叫做菲涅尔透镜(又称螺纹透镜).菲涅尔透镜与平凸透镜一样,仍能将 平行于主光轴的光线会聚于焦点. 与平凸透镜相比,光在菲涅尔透镜中传播时减少了在透镜中直线传 播的部分,只保留透镜发生折射的曲面,因此,在节省透镜材料的同时 也减少了光在透镜中传播的光能损失. 菲涅尔透镜有着广泛的应用,如图乙为手机闪光灯上用到的菲涅尔 透镜,从上方俯视,它由数个同心圆玻璃组成.大型菲涅尔透镜是聚光 太阳能系统中重要的光学部件之一,它能提高单位面积上获得的光能, 当透镜面垂直面向太阳光时,光线聚焦在电池片上,汇聚了更多的能 量,因而需要的电池面积变小,大大节约了成本. (1)下列关于菲涅尔透镜的说法,不正确的是 . A. 使用菲涅尔透镜的手机,闪光灯部分可以做得更薄 B. 与相同直径的平凸透镜相比,光能损失更少 C. 菲涅尔透镜由一圈圈凸透镜和凹透镜组成 D. 与相同直径的平凸透镜相比,所用材料更少 C (2)如图丙所示,F、OO′分别是菲涅尔透镜的焦点和主光轴,请画出 入射光线经过菲涅尔透镜后的光路. (3)菲涅尔透镜的一个面为平面,另一个面为锯齿状的螺纹面,为保 证较好的聚光效果,应将菲涅尔透镜的 (选填“平面”或“螺纹面”) 对准太阳能板. 螺纹面 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$