内容正文:
第15讲 透镜的应用
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
眼睛
近视眼 远视眼
照相机
显微镜 望远镜
1. 通过把人眼结建构构成凸透镜成像模型的过程,了解人眼成像的原理以及近视眼和远视眼的成因。
2. 认识用透镜矫正视力的原理,进一步 领会透镜对光的作用, 感受“光线”模型的作用。
3. 分析透镜在生活中应用的实例,感受物理学发展对科技进步的推动作用。
学习重点:眼睛成像原理和调节作用,视力的矫正。
学习难点:近视眼、远视眼的成因及矫正方法。
情|境|启|思
我们能看到物体是因为光通过眼睛到达视网膜,视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,大脑通过信息处理,引起视觉感受使我们看到物体。如图4-5-1所示,为什么眼睛既能看清远处的景物, 也能看清近处书上的图案和文字?
概|念|构|建
一、眼睛的视物原理
1. 眼球的结构与作用:晶状体、角膜、睫状肌、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜;睫状肌可控制晶状体的厚度,从而调节晶状体的焦距。
眼球的结构 眼睛的视物原理
2. 眼睛的视物原理
眼睛观察物体时,物距大于二倍焦距,来自物体的光通过瞳孔,经晶状体折射后,在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。
人眼看远近不同物体时的情形
当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的弯曲程度来改变焦距,使视网膜上的像保持清晰。如图(a)所示,物体在远处时,射向眼睛的光几乎是平行的,这些光刚好会聚在视网膜上,清晰成像。如图(b)所示,物体在近处时,射向眼睛的光是发散的,需要睫状肌收缩,进一步弯曲晶状体使焦距变小,才能使光重新会聚在视网膜上成像。
3. 明视距离
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm,该距离叫明视距离。
二、视力的矫正
1. 近视眼及其矫正
如图(a)所示,形成近视眼的原因是晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长,来自远处物体的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一个点,而是一片模糊的光斑。如图(b)所示,利用凹透镜使光发散的特点,在眼睛前放一个合适的凹透镜,就能使光重新会聚在视网膜上,便能看清远处的物体了。
2. 远视眼及其矫正
如图(a)所示,形成远视眼的原因是晶状体的焦距偏长或者眼轴较短,近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,这时看到的物体也是模糊的。如图(b)所示,我们可以利用凸透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适的凸透镜,使近处物体的光会聚在视网膜上,便能看清近处的物体了。
三、透镜的应用
人们利用透镜成像的原理,发明了许多光学设备。
1. 照相机
照相机的镜头可视为凸透镜,被拍摄物体的位置一般在2倍焦距之外,感光元器件上的像是倒立、缩小的。为了使像清晰地成在感光元器件上,可以利用调焦旋钮调节镜头与感光元器件间的距离。图4-5-7是一台数码相机的成像原理图。
2. 显微镜
如图4-5-8所示,显微镜的镜筒两端各有一组透镜,每组透镜都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的一组透镜叫做目镜,靠近被观察物体的一组透镜叫做物镜。经过物镜和目镜两次放大,可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。
3. 望远镜
望远镜也有两组透镜, 开普勒式望远镜的物镜和目镜均为凸透镜。通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。
深|研|精|炼
知识点01 眼睛的视物原理
一、眼睛的视物原理
1. 眼球的结构与作用:晶状体、角膜、睫状肌、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜,能将光会聚在视网膜上。睫状肌可控制晶状体的厚度,从而调节晶状体的焦距。
眼球的结构 眼睛的视物原理
2. 眼睛的视物原理
眼睛观察物体时,物距通常大于二倍焦距,因此从物体射入眼睛的光经过角膜和晶状体的折 射后,在视网膜上成的是倒立、缩小的实像。
人眼看远近不同物体时的情形
当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的弯曲程度来改变焦距,使视网膜上的像保持清晰。如图(a)所示,物体在远处时,射向眼睛的光几乎是平行的,这些光刚好会聚在视网膜上,清晰成像。如图(b)所示,物体在近处时,射向眼睛的光是发散的,需要睫状肌收缩,进一步弯曲晶状体使焦距变小,才能使光重新会聚在视网膜上成像。
3. 明视距离
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm,该距离叫明视距离。为了保护视力,学习时 应保持眼睛与书本的距离在25 cm左右。
【例1】如图所示的是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。利用所学的物理知识回答下列问题:
(1)人眼球的工作原理类似于_________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);
(2)视网膜相当于__________(选填“光源”、“凸透镜”或“光屏”)。人在看物体时,视网膜上成的是_________(填写像的性质)的实像;
(3)从眺望远处转为观察近处物体时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体__________(选填“变厚”、“变薄”或“不变”)。
【答案】(1)照相机;(2)光屏;倒立、缩小;(3)变厚
【详解】(1)人的眼球好像一架照相机,眼中的晶状体形状中间厚,边缘薄,相当于凸透镜,所以,人眼球的工作原理与照相机的成像原理是相同的。
(2)人眼睛的视网膜相当于,人在看物体时,物距大于二倍焦距,在视网膜上成的是倒立、缩小的实像。
(3)从眺望远处转为观察近处物体时,物距变小,像距变大,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体变厚,会聚能力变强。
【探究归纳】
1. 眼睛的成像规律
(1)人眼的角膜+晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,正常成像满足:物距大于2倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像。
(2)和普通照相机的核心区别:照相机焦距固定靠移动镜头调焦,人眼靠睫状体改变晶状体厚度(改变焦距),让不同距离的物体都成像在视网膜上:
看远处:睫状体放松 → 晶状体变薄 → 焦距变长 → 光线会聚在视网膜;
看近处:睫状体收缩 → 晶状体变厚 → 焦距变短 → 光线会聚在视网膜。
2.戴镜撤镜实验题——反向推导成像位置
(1)戴近视镜(凹透镜,发散)→ 拿走后会聚能力变强 → 像成在光屏前方 → 要重新清晰,需要将光屏靠近透镜(或者蜡烛不动光屏左移)。
(2)戴远视镜(凸透镜,会聚)→ 拿走后会聚能力变弱 → 像成在光屏后方 → 要重新清晰,需要将光屏远离透镜(或者蜡烛不动光屏右移)。
【即练1】学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机
①____
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②____
③____
【答案】 镜头 视网膜 瞳孔
【详解】根据图可知,人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于镜头;视网膜相当于胶卷(底片);瞳孔相当于光圈,调节光线的射入量;眼睑相当于快门,快门打开才能有光线进入;快门与眼睑的作用是相同的。
知识点02 视力的矫正
1. 近视眼及其矫正
(1)近视眼的形成原因与矫正:如图(a)所示,形成近视眼的原因是晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长,来自远处物体的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一个点,而是一片模糊的光斑。如图(b) 所示,利用凹透镜使光发散的特点,在眼睛前放一个合适的凹透镜,就能使光重新会聚在视网膜上,便能看清远处的物体了。
近视眼及其矫正
2. 远视眼及其矫正
如图4-5-6(a)所示,形成远视眼的原因是晶状体的焦距偏长或者眼轴较短,近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,这时看到的物体也是模糊的。如图4-5-6(b)所示,我们可以利用凸透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适的凸透镜,使近处物体的光会聚在视网膜上,便能看清近处的物体了。
【例1】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
【答案】A
【详解】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。
【探究归纳】通用解题4步技巧
1. 看题干找关键词:看到“近视/看不清远处/晶状体过厚/眼球过长”直接锁定近视眼,看到“远视/老花眼/看不清近处/晶状体过薄/眼球过短”直接锁定远视眼。
2. 判断成像位置:记住规律——能力强就提前会聚(近视在视网膜前),能力弱就延后会聚(远视在视网膜后),不需要复杂推导。
3. 对透镜类型:记住口诀「近凹远凸」,不会记混——近视眼用凹透镜,远视眼用凸透镜,直接对应选项排除错误答案。
4. 光路图分析技巧:若考查作图/透镜作用,记住:凹透镜先发散、再经晶状体会聚,最终落点刚好到视网膜;凸透镜先会聚、再经晶状体会聚,落点刚好到视网膜,和矫正逻辑一致即可。
【即练1】保护视力,科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【答案】A
【详解】近视眼是由于晶状体太厚,折光能力太强,远处的物体成像在视网膜的前面,所以甲图反映了近视眼的成因;利用凹透镜对光的发散作用,使像成在视网膜上,因此丙反映了近视眼的矫正,故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
【即练2】甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜
B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜
D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
【答案】A
【详解】丙图中像呈在视网膜的前方,故是近视眼,应该配戴凹透镜来矫正;丁图中像呈在视网膜的后方,故是远视眼,应该配戴凸透镜来矫正,故A正确,BCD错误。故选A。
知识点03 透镜的应用
1. 放大镜
(1)放大镜原理:把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,当物距小于放大镜焦距时,我们就能看清物体的细微之处。成像原理是:当物距小于焦距时,凸透镜能成放大的虚像,实际上是一个短焦距的凸透镜。
(2)成像特点:放大镜成正立、放大的虚像(填像的性质);像距大于物距;像与物位于凸透镜的同侧。
放大镜 照相机的构造
2. 照相机
(1)普通照相机
①结构及各部分作用:由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成,相当于一个凸透镜,起到成像作用;快门控制曝光时间;光圈控制进光量的多少;调焦环可以调节镜头到胶片间的距离,即调节像距;胶片相当于涂有感光材料的光屏。
②成像原理:来自物体的光经过照相机的镜头(相当于一个凸透镜)后,会聚在胶片上,形成被照物体的像,如图所示。
③成像特点:成倒立、缩小的像,物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远,所成像越小;离镜头越近,所成像越大。
(2)数码相机
使用一种电荷耦合器件代替胶片,它能把光信号转换成电信号,从而更方便地记录物体的像。
3. 投影仪
投影仪的构造及各部分的用途
(1)投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。
(2)成像原理:来自投影片的光经过投影仪的镜头(相当于一个凸透镜)后,会聚在光屏上,形成倒立、放大的像。
4. 显微镜
(1)结构及各部分作用
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。
(2)作用:显微镜可用于观察细微的物体或物体上的细微部分。
(3)成像原理:物镜相当于投影仪,被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间,首先通过物镜成一个倒立、放大的实像,这个实像落在了目镜的一倍焦距以内;目镜相当于一个放大镜,把物镜形成的像再次放大,得到正立(相对于前一个像来说)、放大的虚像,这样就可以看到肉眼看不到的微小物体了。
(4)放大倍数:显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。
光学显微镜 开普勒望远镜
5. 望远镜
(1)作用:用来观察远处的物体。
(2)开普勒望远镜(如图所示)
①结构及各部分作用:开普勒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(后两空均选填像的性质)。
(3)非光学望远镜
随着物理学的发展,人们又发明了电子显微镜、场离子显微镜、扫描隧道显微镜等,它们与光学显微镜的原理不同,可将物体放大106~108倍,帮助人们“看到”分子、原子等。这不仅改变了人们对微观世界的认知,也极大地推动了新材料、新工艺、生物医药等领域的跨越式发展。
【例1】某同学自制了两个照相机,在同一地点,对着同一亭子分别拍摄了甲、乙两张照片(如图所示),相机与亭子的距离满足条件是______。由拍摄的照片可知:拍摄甲时的透镜焦距______(选填“长”或“短”),由此可知凸透镜成像大小与______有关;若甲、乙是由同一照相机所拍,则拍摄______时,镜头离底片较远。
【答案】 大于二倍焦距 长 焦距 甲
【详解】照相机成像时,物距大于二倍焦距,即相机与亭子的距离满足条件是大于二倍焦距。
根据像的大小和凸透镜焦距的关系:物距一定时,焦距越小,像越小。甲和乙两张照片中,甲照片上的像比较大,照相机镜头的焦距较大,由此可知凸透镜成像大小与焦距有关。
凸透镜成实像时,物距越大,像距越大,像越大,可知,则拍摄甲时,镜头离底片较远。
【探究归纳】
器材
透镜类型
物距与焦距关系
成像特点
解题技巧
放大镜
凸透镜
物距<一倍焦距
正立、放大的虚像
物体离透镜越近,
像越小
照相机
凸透镜
物距>二倍焦距
倒立、缩小的实像
物近像远像变大,
拍全景需增大物距
投影仪
凸透镜
一倍焦距<物距<二倍焦距
倒立、放大的实像
要让像变大,需减小投影片距离,增大镜头到屏幕距离
近视眼镜
凹透镜
——
发散光线,使像后移到视网膜
戴上后相当于增大
透镜焦距,像距变大
远视眼镜
凸透镜
——
会聚光线,使像前移到视网膜
戴上后相当于减小透镜焦距,像距变小
门镜(猫眼)
凹透镜
——
成正立缩小虚像
扩大视野,保护隐私
【即练1】图为实验室用显微镜和天文望远镜。关于图中两种仪器,下列说法正确的是( )
A.显微镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于放大镜
B.天文望远镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于照相机
C.用显微镜观察物体,看到的像是正立的
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,但成像特点不同
【答案】D
【详解】A.显微镜的物镜相当于投影仪,成倒立、放大的实像;目镜相当于放大镜,对物镜所成的像再次放大,成正立、放大的虚像,故A错误;
B.天文望远镜的物镜相当于照相机,成倒立、缩小的实像;目镜相当于放大镜,成正立、放大的虚像,并非目镜相当于投影仪,故B错误;
C.显微镜的物镜成倒立的像,目镜将这个倒立的像再次放大,最终看到的像是倒立的,并非正立的,故C错误;
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,物镜成倒立、缩小的实像,目镜成正立、放大的虚像,成像特点不同,故D正确。
故选D。
【即练2】(多选题)如图所示,乘坐高铁需要通过“刷脸”进站,乘客进站时需要面对摄像头,经系统自动拍照扫描等确认相关信息后,即可通过进站。下列说法正确的是( )
A.“刷脸”时,人脸与摄像头的距离应大于二倍焦距
B.为了使人脸成像小一些,我们应适当远离摄像头
C.摄像头的成像特点与投影仪的成像特点相同
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的虚像
【答案】AB
【详解】ACD.摄像头的镜头是一个凸透镜,“刷脸”时,人脸通过摄像头成倒立、缩小的实像,与照相机的成像特点相同,此时物距大于二倍焦距,即人脸与摄像头的距离应大于二倍焦距,故A正确,CD错误;
B.凸透镜成实像时,物远像近像变小,为了使人脸成像小一些,面部逐渐远离摄像头,此时物距变大,像距变小,所成的像会逐渐变小,故B正确。
故选AB。
1.每年6月6日是全国“爱眼日”,2020年爱眼日主题是“视觉2020,关注普遍的眼健康”。大力宣传儿童青少年近视、老年白内障、糖尿病、视网膜病变、青光眼等眼病防治知识,增强群众爱眼护眼意识,下列四幅图中,表示近视眼成像原理及近视眼矫正方法正确的是( )
A.②③ B.①③ C.②④ D.①④
【答案】B
【详解】近视眼晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜的前方,故近视眼成像情况的是①图;应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚,故矫正做法是③图。故选B。
2. 在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。这是因为露珠( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线 B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线 D.相当于一个凹透镜,发散光线
【答案】A
【详解】露珠的形状是中间厚、边缘薄,相当于一个凸透镜。当阳光照射到露珠上时,凸透镜对光线有会聚作用,可能将太阳光聚焦到树叶或其他可燃物上,形成高温光斑,从而引发火灾。故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
3. 如图是探究凸透镜成像规律的实验,此时在光屏上能看到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.潜望镜
【答案】B
【详解】如图可知,此时物距大于一倍焦距,且物距小于像距,根据凸透镜成像规律可知,此时像距大于二倍焦距,成倒立放大的实像。利用这一成像原理可以制成投影仪。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
4.如图是小莉用照相机先后拍摄的两张赛车的图片,下列说法正确的是( )
A.拍摄所成的像是正立放大的虚像
B.照相机的镜头,相当于一个近视眼镜的镜片
C.拍摄甲照片,应使赛车位于照相机镜头二倍焦距以外
D.先拍甲照片后拍乙照片应使镜头远离赛车
【答案】C
【详解】AC.照相机的镜头是一个凸透镜,根据凸透镜成像规律,使用照相机时,物距大于二倍焦距,成倒立缩小的实像。故A错误,C正确;
B.近视眼镜的镜片是凹透镜,照相机的镜头是一个凸透镜,故B错误;
D.由图可知,乙图中成的像更大,根据凸透镜成实像时“物近像远像变大”可知,先拍甲照片后拍乙照片应使镜头靠近赛车,缩小物距,故D错误。
故选C。
5.关于下列四幅图的说法,其中正确的是( )
A.图甲:近视眼看远处的物体,成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.图乙:远视眼看近处的物体,成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.图丙:显微镜的物镜相当于照相机的镜头,目镜相当于放大镜
D.图丁:望远镜的物镜相当于照相机的镜头,目镜相当于放大镜.
【答案】D
【详解】A.由甲图可知:像成在视网膜的前方,故该眼睛是近视眼,近视眼是晶状体曲度变大,会聚能力增强,即折光能力增强,应佩戴发散透镜,即凹透镜,使光线推迟会聚;故A错误;
B.乙图中像成在了视网膜的后面,该眼睛是远视眼,凸透镜对光线有会聚作用,远视眼应该佩戴凸透镜进行矫正;故B错误;
CD.显微镜目镜成放大的虚像,物镜成放大实像,而照相机成倒立、缩小的实像;望远镜中物镜的作用是使远处的物体成倒立缩小的实像,这个倒立缩小的实像正好落在目镜焦距内的位置,目镜再对这个像进行放大,目镜相当于放大镜。故C错误,D正确。
故选D。
6. 在“爱眼日”宣传活动中,小明用图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
【答案】B
【详解】近视眼是由于长期看近处的东西导致晶状体变厚,折光能力变强,像成在视网膜前。所以用水透镜模拟近视眼,也就是需要透镜对光线的会聚能力更强,所以此时应对水透镜注水,使得凸透镜变厚,焦距变小,使得像成在光屏左侧。故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
7. (多选题)6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A.图甲所示眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B.图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C.图丙所示是近视眼的成像原理,应戴合适的凹透镜进行矫正
D.读写时眼睛与书本的距离应保持在左右,是预防近视眼的措施之一
【答案】ACD
【详解】A.人的眼球像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜,故A正确;
B.视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成倒立、缩小的实像,而不是正立的,故B错误;
C.图丙中光线会聚在视网膜前方,是近视眼的成像原理,近视眼应戴合适的凹透镜进行矫正,使光线发散后能会聚在视网膜上,故C正确;
D.正常情况下,人眼的明视距离(看物体最清晰、最不容易疲劳的距离)大约是25cm。读写时眼睛与书本保持约25cm的距离,能使物体在视网膜上成清晰的像,减少眼睛的调节负担,从而有效预防近视眼的发生,故D正确。
故选ACD。
8.人眼前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个_________,当人从看远处景物转向看近处景物时,物距_________(选填“变大”“变小”或“不变”),通过_________(选填“睫状肌”“角膜”或“眼轴”)调节晶状体的弯曲程度使焦距_________(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使光重新会聚在视网膜上,清晰成像。
【答案】 凸透镜 变小 睫状肌 变小
【详解】人的眼睛像一架神奇的照相机,晶状体和角膜相当于凸透镜,外界物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。
当人从看远处景物转向看近处景物时,物距变小。看远处的物体时,入射光线几乎平行,物体成像在视网膜上;但看近处的物体时,如图所示,入射光线比较发散,若晶状体的焦距不变,则像会落在视网膜的后面。若想看清近处的物体,通过睫状肌调节晶状体的弯曲程度,增大晶状体的会聚功能,即使晶状体的焦距变小。
9. 望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,其中目镜成______像,望远镜的物镜成______像,显微镜的物镜成______像。
【答案】 正立放大的虚 倒立缩小的实 倒立放大的实
【详解】望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,其中目镜相当于放大镜成正立放大虚像,望远镜的物镜相当于照相机成倒立缩小的实像,显微镜的物镜相当于投影仪成倒立放大的实像。
10. 今年6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离,约为25cm,叫做明视距离。近视眼的明视距离______正常眼的明视距离(选填“大于”“等于”或“小于”)。与近视眼不同,远视眼需要佩戴______透镜矫正。
【答案】 小于 凸
【详解】正常眼睛的明视距离为25cm,近视眼的明视距离相对正常眼要(短),即近视眼的明视距离比正常眼的明视距离小。
远视眼的晶状体凸度过小或眼球前后径过短,外界物体的像成在视网膜后方,故应佩戴凸透镜,使进入眼睛的光线会聚一些后再通过晶状体,使像成在视网膜上。
11. 小王研究微距相机的成像情况。他先把相机调整到焦距为的普通模式,改变物体与镜头的距离,相机内感光元件上的成像情况如图(a)(b)所示。由于物体距镜头太近时,感光元件上无法成像,因此他将相机切换到微距模式,调整焦距为,再将物体置于距镜头非常近的位置,此时在感光元件上能成清晰的像,如图(c)所示。
(1)分析比较图(a)与(b)可知:同一镜头成实像时,物距变小,______;
(2)观察图(c)可知:微距模式下相机成的像是______的(选填“放大”或“缩小”),据此可判断微距模式下物距与像距的大小关系是______,此时相机的焦距______普通模式的焦距(选填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】 像变大 放大 物距小于像距 小于
【详解】(1)分析比较图(a)与(b)可知,像变大,根据凸透镜成像规律可知,同一镜头成实像时,物距变小,像变大,像距变大。
(2)从图(c)可以看出是一个放大的像,由于在元件上能够成像,故成的是实像;由于凸透镜成的是倒立的放大的实像,说明此时物距在一倍焦距和两倍焦距之间,像距在两倍焦距开外,故物距小于像距;相机调整到焦距为的普通模式,当物距为u时,感光元件上无法成像,说明
当焦距调整到,此时成的倒立的放大的像,说明物距在一倍焦距和两倍焦距之间,故
经整理可知
12. 人眼的晶状体相当于一个凸透镜,通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像,从而能看清远近不同的物体,如图所示。资料表明:同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,焦距越短。为进一步研究人眼看清物体的原因,某小组选择了不同焦距的凸透镜进行实验,并记录了成清晰像时的物距和像距,数据见下表。
序号
焦距(厘米)
物距(厘米)
像距(厘米)
1
30
70
53
2
25
70
39
3
20
70
28
4
15
70
19
5
10
70
12
6
8
70
9
(1)分析表中序号1~6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系,可以得出的初步结论是:_________;
(2)人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距,当物体慢慢靠近人眼时,为了能在视网膜上始终有清晰的像,晶状体的弯曲程度变_______(选填“大”或“小”);
(3)已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,近视眼患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜之_______(选填“前”或“后”),判断依据是_______。
【答案】 物距相同时,焦距越小像距越小 大 前 见解析
【详解】(1)分析表中序号1~6中数据,可以得出的初步结论是:物距不变时,凸透镜的焦距越小,像距越小。
(2)人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距,当物体慢慢靠近人眼时,像距变小,为了能在视网膜上始终有清晰的像,晶状体的弯曲程度变大,焦距越小。
(3)物距不变时,凸透镜的焦距越小,像距越小。已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,此时焦距太小,像距太短,使近视眼患者看到的物体成像在在视网膜之前,导致近视患者看不清远处物体。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
第15讲 透镜的应用
内容导航
01 预习航标→ 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
关键词
学习目标导航
眼睛
近视眼 远视眼
照相机
显微镜 望远镜
1. 通过把人眼结建构构成凸透镜成像模型的过程,了解人眼成像的原理以及近视眼和远视眼的成因。
2. 认识用透镜矫正视力的原理,进一步 领会透镜对光的作用, 感受“光线”模型的作用。
3. 分析透镜在生活中应用的实例,感受物理学发展对科技进步的推动作用。
学习重点:眼睛成像原理和调节作用,视力的矫正。
学习难点:近视眼、远视眼的成因及矫正方法。
情|境|启|思
我们能看到物体是因为光通过眼睛到达视网膜,视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,大脑通过信息处理,引起视觉感受使我们看到物体。如图4-5-1所示,为什么眼睛既能看清远处的景物, 也能看清近处书上的图案和文字?
概|念|构|建
一、眼睛的视物原理
1. 眼球的结构与作用:晶状体、角膜、睫状肌、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜;睫状肌可控制晶状体的厚度,从而调节晶状体的焦距。
眼球的结构 眼睛的视物原理
2. 眼睛的视物原理
眼睛观察物体时,物距大于二倍焦距,来自物体的光通过瞳孔,经晶状体折射后,在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。
人眼看远近不同物体时的情形
当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的弯曲程度来改变焦距,使视网膜上的像保持清晰。如图(a)所示,物体在远处时,射向眼睛的光几乎是平行的,这些光刚好会聚在视网膜上,清晰成像。如图(b)所示,物体在近处时,射向眼睛的光是发散的,需要睫状肌收缩,进一步弯曲晶状体使焦距变小,才能使光重新会聚在视网膜上成像。
3. 明视距离
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25 cm,该距离叫明视距离。
二、视力的矫正
1. 近视眼及其矫正
如图(a)所示,形成近视眼的原因是晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长,来自远处物体的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一个点,而是一片模糊的光斑。如图(b)所示,利用凹透镜使光发散的特点,在眼睛前放一个合适的凹透镜,就能使光重新会聚在视网膜上,便能看清远处的物体了。
2. 远视眼及其矫正
如图(a)所示,形成远视眼的原因是晶状体的焦距偏长或者眼轴较短,近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,这时看到的物体也是模糊的。如图(b)所示,我们可以利用凸透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适的凸透镜,使近处物体的光会聚在视网膜上,便能看清近处的物体了。
三、透镜的应用
人们利用透镜成像的原理,发明了许多光学设备。
1. 照相机
照相机的镜头可视为凸透镜,被拍摄物体的位置一般在2倍焦距之外,感光元器件上的像是倒立、缩小的。为了使像清晰地成在感光元器件上,可以利用调焦旋钮调节镜头与感光元器件间的距离。图4-5-7是一台数码相机的成像原理图。
2. 显微镜
如图4-5-8所示,显微镜的镜筒两端各有一组透镜,每组透镜都相当于一个凸透镜,靠近眼睛的一组透镜叫做目镜,靠近被观察物体的一组透镜叫做物镜。经过物镜和目镜两次放大,可以观察到肉眼无法直接看到的微小物体。
3. 望远镜
望远镜也有两组透镜, 开普勒式望远镜的物镜和目镜均为凸透镜。通过开普勒式望远镜观察到的是远处天体倒立的像。
深|研|精|炼
知识点01 眼睛的视物原理
一、眼睛的视物原理
1. 眼球的结构与作用:晶状体、角膜、睫状肌、瞳孔、玻璃体、视网膜、视神经。晶状体和角膜的共同作用相当于一个 ,能将光会聚在视网膜上。睫状肌可控制晶状体的厚度,从而调节晶状体的焦距。
眼球的结构 眼睛的视物原理
2. 眼睛的视物原理
眼睛观察物体时,物距通常大于二倍焦距,因此从物体射入眼睛的光经过角膜和晶状体的折 射后,在视网膜上成的是 、 的实像。
人眼看远近不同物体时的情形
当被观察的物体到眼睛的距离发生变化时,睫状肌会通过调节晶状体的弯曲程度来改变 ,使视网膜上的像保持清晰。如图(a)所示,物体在远处时,射向眼睛的光几乎是平行的,这些光刚好会聚在视网膜上,清晰成像。如图(b)所示,物体在近处时,射向眼睛的光是发散的,需要睫状肌收缩,进一步弯曲晶状体使焦距变小,才能使光重新会聚在视网膜上成像。
3. 明视距离
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是 cm,该距离叫明视距离。为了保护视力,学习时 应保持眼睛与书本的距离在25 cm左右。
【例1】如图所示的是人的眼球结构图,正常人的眼睛通过对晶状体的调节,可以看清近处和远处的物体。利用所学的物理知识回答下列问题:
(1)人眼球的工作原理类似于_________(选填“照相机”、“幻灯机”或“放大镜”);
(2)视网膜相当于__________(选填“光源”、“凸透镜”或“光屏”)。人在看物体时,视网膜上成的是_________(填写像的性质)的实像;
(3)从眺望远处转为观察近处物体时,为了使像始终落在视网膜上,则晶状体__________(选填“变厚”、“变薄”或“不变”)。
【探究归纳】
1. 眼睛的成像规律
(1)人眼的角膜+晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏,正常成像满足:物距大于2倍焦距,在视网膜上成倒立、缩小的实像。
(2)和普通照相机的核心区别:照相机焦距固定靠移动镜头调焦,人眼靠睫状体改变晶状体厚度(改变焦距),让不同距离的物体都成像在视网膜上:
看远处:睫状体放松 → 晶状体变薄 → 焦距变长 → 光线会聚在视网膜;
看近处:睫状体收缩 → 晶状体变厚 → 焦距变短 → 光线会聚在视网膜。
2.戴镜撤镜实验题——反向推导成像位置
(1)戴近视镜(凹透镜,发散)→ 拿走后会聚能力变强 → 像成在光屏前方 → 要重新清晰,需要将光屏靠近透镜(或者蜡烛不动光屏左移)。
(2)戴远视镜(凸透镜,会聚)→ 拿走后会聚能力变弱 → 像成在光屏后方 → 要重新清晰,需要将光屏远离透镜(或者蜡烛不动光屏右移)。
【即练1】学习小组对于眼睛视物原理进行了探究实践。请你观察图甲中照相机和眼睛的构造,把照相机与眼睛功能类似的部分填入表乙中。
表乙
照相机
①____
胶卷
光圈
眼睛
晶状体和角膜
②____
③____
知识点02 视力的矫正
1. 近视眼及其矫正
(1)近视眼的形成原因与矫正:如图(a)所示,形成近视眼的原因是晶状体的焦距偏短或者眼轴偏长,来自远处物体的光会聚在视网膜 ,到达视网膜时已经不是一个点,而是一片模糊的光斑。如图(b) 所示,利用凹透镜使光发散的特点,在眼睛前放一个合适的 透镜,就能使光重新会聚在视网膜上,便能看清远处的物体了。
近视眼及其矫正
2. 远视眼及其矫正
如图4-5-6(a)所示,形成远视眼的原因是晶状体的焦距偏长或者眼轴较短,近处物体的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,这时看到的物体也是模糊的。如图4-5-6(b)所示,我们可以利用 透镜对光的会聚作用,在眼睛前放一个合适的 透镜,使近处物体的光会聚在视网膜上,便能看清近处的物体了。
【例1】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
【探究归纳】通用解题4步技巧
1. 看题干找关键词:看到“近视/看不清远处/晶状体过厚/眼球过长”直接锁定近视眼,看到“远视/老花眼/看不清近处/晶状体过薄/眼球过短”直接锁定远视眼。
2. 判断成像位置:记住规律——能力强就提前会聚(近视在视网膜前),能力弱就延后会聚(远视在视网膜后),不需要复杂推导。
3. 对透镜类型:记住口诀「近凹远凸」,不会记混——近视眼用凹透镜,远视眼用凸透镜,直接对应选项排除错误答案。
4. 光路图分析技巧:若考查作图/透镜作用,记住:凹透镜先发散、再经晶状体会聚,最终落点刚好到视网膜;凸透镜先会聚、再经晶状体会聚,落点刚好到视网膜,和矫正逻辑一致即可。
【即练1】保护视力,科学用眼已成为社会共识。图中能模拟近视眼及其矫正原理的图是( )
A.甲和丙 B.甲和丁 C.乙和丙 D.乙和丁
【即练2】甲、乙两图分别是正常人眼通过调节晶状体等结构看清远处和近处物体的示意图。下列关于丙、丁两图模拟近、远视眼的情况以及应该佩戴何种透镜进行矫正的说法正确的是( )
A.丙图是近视眼,应该配戴凹透镜
B.丙图是远视眼,应该配戴凸透镜
C.丁图是近视眼,应该配戴凸透镜
D.丁图是远视眼,应该配戴凹透镜
知识点03 透镜的应用
1. 放大镜
(1)放大镜原理:把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,当物距小于放大镜焦距时,我们就能看清物体的细微之处。成像原理是:当物距小于焦距时,凸透镜能成放大的虚像,实际上是一个短焦距的凸透镜。
(2)成像特点:放大镜成 、 的 像(填像的性质);像距大于物距;像与物位于凸透镜的同侧。
放大镜 照相机的构造
2. 照相机
(1)普通照相机
①结构及各部分作用:由镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等组成。镜头由一组透镜组成,相当于一个 ,起到成像作用;快门控制曝光时间;光圈控制进光量的多少;调焦环可以调节镜头到胶片间的距离,即调节像距;胶片相当于涂有感光材料的光屏。
②成像原理:来自物体的光经过照相机的镜头(相当于一个凸透镜)后,会聚在胶片上,形成被照物体的像,如图所示。
③成像特点:成 、 的像,物、像在镜头的两侧。拍照时物体离镜头越远,所成像越 ;离镜头越近,所成像越 。
(2)数码相机
使用一种电荷耦合器件代替胶片,它能把光信号转换成电信号,从而更方便地记录物体的像。
3. 投影仪
投影仪的构造及各部分的用途
(1)投影仪的构造及各部分的用途。如图所示。
(2)成像原理:来自投影片的光经过投影仪的镜头(相当于一个凸透镜)后,会聚在光屏上,形成 、 的像。
4. 显微镜
(1)结构及各部分作用
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 透镜。
(2)作用:显微镜可用于观察细微的物体或物体上的细微部分。
(3)成像原理:物镜相当于 ,被观察的物体在一倍焦距与二倍焦距之间,首先通过物镜成一个 、 的实像,这个实像落在了目镜的一倍焦距以内;目镜相当于一个 ,把物镜形成的像再次放大,得到 (相对于前一个像来说)、 的虚像,这样就可以看到肉眼看不到的微小物体了。
(4)放大倍数:显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。
光学显微镜 开普勒望远镜
5. 望远镜
(1)作用:用来观察远处的物体。
(2)开普勒望远镜(如图所示)
①结构及各部分作用:开普勒望远镜由两组透镜组成,每组透镜相当于一个 镜。靠近被观察物体的凸透镜,焦距比较长,叫 镜。靠近眼睛的凸透镜,焦距比较短,叫做 镜。
②望远镜的原理:物镜相当于 的镜头,使远处的物体在焦点附近成 、 的实像。目镜相当于一个放大镜, 、 的虚像。两次成像,先缩小,后放大(后两空均选填像的性质)。
(3)非光学望远镜
随着物理学的发展,人们又发明了 显微镜、场离子显微镜、 显微镜等,它们与光学显微镜的原理不同,可将物体放大106~108倍,帮助人们“看到”分子、原子等。这不仅改变了人们对微观世界的认知,也极大地推动了新材料、新工艺、生物医药等领域的跨越式发展。
【例1】某同学自制了两个照相机,在同一地点,对着同一亭子分别拍摄了甲、乙两张照片(如图所示),相机与亭子的距离满足条件是______。由拍摄的照片可知:拍摄甲时的透镜焦距______(选填“长”或“短”),由此可知凸透镜成像大小与______有关;若甲、乙是由同一照相机所拍,则拍摄______时,镜头离底片较远。
【探究归纳】
器材
透镜类型
物距与焦距关系
成像特点
解题技巧
放大镜
凸透镜
物距<一倍焦距
正立、放大的虚像
物体离透镜越近,
像越小
照相机
凸透镜
物距>二倍焦距
倒立、缩小的实像
物近像远像变大,
拍全景需增大物距
投影仪
凸透镜
一倍焦距<物距<二倍焦距
倒立、放大的实像
要让像变大,需减小投影片距离,增大镜头到屏幕距离
近视眼镜
凹透镜
——
发散光线,使像后移到视网膜
戴上后相当于增大
透镜焦距,像距变大
远视眼镜
凸透镜
——
会聚光线,使像前移到视网膜
戴上后相当于减小透镜焦距,像距变小
门镜(猫眼)
凹透镜
——
成正立缩小虚像
扩大视野,保护隐私
【即练1】图为实验室用显微镜和天文望远镜。关于图中两种仪器,下列说法正确的是( )
A.显微镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于放大镜
B.天文望远镜的目镜相当于投影仪,物镜相当于照相机
C.用显微镜观察物体,看到的像是正立的
D.天文望远镜的目镜和物镜都是凸透镜,但成像特点不同
【即练2】(多选题)如图所示,乘坐高铁需要通过“刷脸”进站,乘客进站时需要面对摄像头,经系统自动拍照扫描等确认相关信息后,即可通过进站。下列说法正确的是( )
A.“刷脸”时,人脸与摄像头的距离应大于二倍焦距
B.为了使人脸成像小一些,我们应适当远离摄像头
C.摄像头的成像特点与投影仪的成像特点相同
D.“刷脸”时,面部经摄像头成正立、缩小的虚像
1.每年6月6日是全国“爱眼日”,2020年爱眼日主题是“视觉2020,关注普遍的眼健康”。大力宣传儿童青少年近视、老年白内障、糖尿病、视网膜病变、青光眼等眼病防治知识,增强群众爱眼护眼意识,下列四幅图中,表示近视眼成像原理及近视眼矫正方法正确的是( )
A.②③ B.①③ C.②④ D.①④
2. 在人迹罕至的热带丛林,常常发生神秘的大火,使大片森林付之一炬,许多鸟兽葬身火海。起初人们并不知道森林起火的原因,经过长期的调查与研究,人们发现其中可能的原因之一竟是树叶上的露珠。这是因为露珠( )
A.相当于一个凸透镜,会聚光线 B.相当于一个凸透镜,发散光线
C.相当于一个凹透镜,会聚光线 D.相当于一个凹透镜,发散光线
3. 如图是探究凸透镜成像规律的实验,此时在光屏上能看到一个清晰的像。利用这一成像原理可以制成( )
A.照相机 B.投影仪 C.放大镜 D.潜望镜
4.如图是小莉用照相机先后拍摄的两张赛车的图片,下列说法正确的是( )
A.拍摄所成的像是正立放大的虚像
B.照相机的镜头,相当于一个近视眼镜的镜片
C.拍摄甲照片,应使赛车位于照相机镜头二倍焦距以外
D.先拍甲照片后拍乙照片应使镜头远离赛车
5.关于下列四幅图的说法,其中正确的是( )
A.图甲:近视眼看远处的物体,成像在视网膜前,用凸透镜矫正
B.图乙:远视眼看近处的物体,成像在视网膜后,用凹透镜矫正
C.图丙:显微镜的物镜相当于照相机的镜头,目镜相当于放大镜
D.图丁:望远镜的物镜相当于照相机的镜头,目镜相当于放大镜.
6. 在“爱眼日”宣传活动中,小明用图所示的装置研究眼睛的成像,此时烛焰在光屏上成清晰的像,用此模拟正常眼睛的成像。接下来下列操作可模拟近视眼的是( )
A.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏右侧
B.向水透镜注水,烛焰的像成在光屏左侧
C.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏右侧
D.从水透镜抽水,烛焰的像成在光屏左侧
7. (多选题)6月6日是我国的“爱眼日”。在“爱眼护眼”宣传活动中,同学们搜集到了以下图片。下列说法正确的是( )
A.图甲所示眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜
B.图乙所示视力正常的人看远处物体时,物体在视网膜上成正立、缩小的实像
C.图丙所示是近视眼的成像原理,应戴合适的凹透镜进行矫正
D.读写时眼睛与书本的距离应保持在左右,是预防近视眼的措施之一
8.人眼前端的晶状体和角膜的共同作用相当于一个_________,当人从看远处景物转向看近处景物时,物距_________(选填“变大”“变小”或“不变”),通过_________(选填“睫状肌”“角膜”或“眼轴”)调节晶状体的弯曲程度使焦距_________(选填“变大”“变小”或“不变”),从而使光重新会聚在视网膜上,清晰成像。
9. 望远镜和显微镜的目镜和物镜都是凸透镜,其中目镜成______像,望远镜的物镜成______像,显微镜的物镜成______像。
10. 今年6月6日是全国第28个爱眼日。正常眼睛观察物体最清晰而又不易疲劳的距离,约为25cm,叫做明视距离。近视眼的明视距离______正常眼的明视距离(选填“大于”“等于”或“小于”)。与近视眼不同,远视眼需要佩戴______透镜矫正。
11. 小王研究微距相机的成像情况。他先把相机调整到焦距为的普通模式,改变物体与镜头的距离,相机内感光元件上的成像情况如图(a)(b)所示。由于物体距镜头太近时,感光元件上无法成像,因此他将相机切换到微距模式,调整焦距为,再将物体置于距镜头非常近的位置,此时在感光元件上能成清晰的像,如图(c)所示。
(1)分析比较图(a)与(b)可知:同一镜头成实像时,物距变小,______;
(2)观察图(c)可知:微距模式下相机成的像是______的(选填“放大”或“缩小”),据此可判断微距模式下物距与像距的大小关系是______,此时相机的焦距______普通模式的焦距(选填“大于”“等于”或“小于”)。
12. 人眼的晶状体相当于一个凸透镜,通过调节晶状体的弯曲程度使远近不同的物体在视网膜上成清晰的像,从而能看清远近不同的物体,如图所示。资料表明:同种材料制成的凸透镜的焦距大小与透镜表面的弯曲程度有关,弯曲程度越大,焦距越短。为进一步研究人眼看清物体的原因,某小组选择了不同焦距的凸透镜进行实验,并记录了成清晰像时的物距和像距,数据见下表。
序号
焦距(厘米)
物距(厘米)
像距(厘米)
1
30
70
53
2
25
70
39
3
20
70
28
4
15
70
19
5
10
70
12
6
8
70
9
(1)分析表中序号1~6中凸透镜成清晰像时的像距和焦距的大小变化关系,可以得出的初步结论是:_________;
(2)人眼的视网膜到晶状体的距离相当于像距,当物体慢慢靠近人眼时,为了能在视网膜上始终有清晰的像,晶状体的弯曲程度变_______(选填“大”或“小”);
(3)已知近视眼晶状体的弯曲程度大于正常眼睛且难以调节,近视眼患者在看不清远处的物体时,物体所成清晰的像在视网膜之_______(选填“前”或“后”),判断依据是_______。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$