第五章透镜及其应用知识点完美整理版

透镜及其应用知识点知识要点透镜透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，对光起折射作用的光学元件。分类：1、凸透镜：边缘薄，中央厚。2、凹透镜：边缘厚，中央薄。主光轴：通过两个球心的直线。光心：通过它的光线传播方向不变，主光轴上有个特殊的点。（透镜中心可认为是光心）焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。要点诠释：凸透镜：对光起会聚作用。凹透镜：对光起发散作用。生活中的透镜照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实像。投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。放大镜：成正立、放大的虚像。要点诠释：生活中的透镜是凸透镜在物距处于不同条件下的具体应用。探究凸透镜成像规律实验：从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。1、调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）；2、调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。凸透镜成像规律：物距（u）像的性质像距(v)应用倒正实虚放大或缩小u2f倒立实像缩小fv2f照相机u=2f倒立实像等大v=2f实像大小转折点fu2f倒立实像放大v2f幻灯机u=f不成像像的虚实转折点uf正立放大虚像vu放大镜注意：1、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。2、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。要点诠释：只要物体向焦点靠近，镜头透镜折射后所成的像都在变大。⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。=+,像距u越大，像越大。应用（1）照相机：①镜头是凸透镜㈩②物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；③要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷（2）投影仪：①投影仪的镜头是凸透镜；②投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；③物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放大的实像；④要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离屏幕（3）放大镜：①放大镜是凸透镜；②放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；③要让物体更大，应该让放大镜远离物体；眼睛和眼镜眼睛：眼睛中晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像。视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把信号传输给大脑。看远处物体时，睫状肌放松，晶状体比较薄（焦距长，偏折弱）。看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体比较厚（焦距短，偏折强）。近视的表现：能看清近处的物体，看不清远处的物体。近视的原因：晶状体太厚，折光能力太强，或眼球前后方向太长，致使远处物体的像成在视网膜前。近视的矫治：配戴凹透镜。远视的表现：能看清远处的物体，看不清近处的物体。远视的原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或眼球前后方向太短，致使远处物体的像成在视网膜后。远视的矫治：配戴凸透镜。眼镜的度数：100×焦距的倒数。要点诠释：近视眼要配戴凹透镜矫正；远视眼要配戴凸透镜矫正。1、成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））2、近视及远视的矫正方法：近视眼：物体成像在视网膜前，用凹透镜矫正远视眼：物体成像在视网膜后，用凸透镜矫正。显微镜和望远镜显微镜：物镜焦距较短，物体通过它成倒立、放大的实像（像投影仪的镜头）；目镜焦距较长，物镜成的像经过它成放大的虚像（像放大镜）。望远镜：（开普勒望远镜）物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像，目镜的作用相当于一个放大镜，用来把这个像放大。注：伽利略望远镜目镜为凹透镜，天文望远镜常用凹面镜作物镜。视角：物体的边缘跟眼睛所夹的角。视角越大，成的像越大。规律方法整合：关于两种透镜三条特殊的光线：1、凸透镜三条特殊光线，如图所示：A.与主光轴平行的光线经透镜折射过焦点；B.过光心的光线传播方向不变；C、过焦点的光线经透镜折射后与主光轴平行。2、凹透镜三条特殊光线，如图所示：A、与主光轴平行的光线经透镜折射后反向延长线过焦点；B、过光心的光线传播方向不变；C、射向对侧焦点的光线经透镜折射后与主光轴平行。利用这三条特出的光线来探究凸透镜的成像规律：现在，我们利用这三条光线完成凸透镜成像规律作图，作法：①画一直线表示主光轴；②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；③物体分别设三个位置；（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线；⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出；⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点；⑦过这一点作垂直主光轴的线，这就是物体的像；⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交，反向延长，交于物体与透镜同侧；⑨过这一点作垂直主光轴的线，用虚线表示其成的虚像，如图所示:关于凸透镜成像规律总结如下：1、焦点是成实像和虚像的分界点；2、二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点；3、倒立的都是实像、正立的都是虚像；4、当uv时，像是缩小的；反之，像是放大的；5、成实像时：当物距减小时，像距和像都增大；反之，物距增大，像和像距都减小。简言之“物近像远像变大；”6、无论是成实像还是虚像，只要物体向焦点靠近，所成的像都变大；7、像与物左右相反，上下相反；8、凸透镜破损或有污渍，不影响成像的完整性，只是让像变暗；9、物和像在透镜同侧的是虚像；异侧的是实像。一、透镜的基本概念及性质名称又名实物形状光学符号性质凸透镜会聚透镜对光线有会聚作用凹透镜发散透镜对光线有发散作用1、名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。主光轴：通过两个球面球心的直线。光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。2、典型光路三、凸透镜成像规律及其应用1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。FFFF若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。2、实验结论：（凸透镜成像规律）F分虚实,2f大小,实倒虚正,具体见下表:物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u2f倒立缩小实像fv2f照相机fu2f倒立放大实像v2f幻灯机uf正立放大虚象|v|u放大镜３、对规律的进一步认识：⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。⑷成实像时：⑸成虚像时：四、眼睛和眼镜物距减小（增大）像距增大（减小）像变大（变小）物距减小（增大）像距减小（增大）像变小（变大）1、成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。2、近视及远视的矫正:近视眼要戴凹透镜,远视眼要戴凸透镜.五、显微镜和望远镜1、显微镜:显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。2、望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。二、凸透镜成像规律⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。𝟏𝒇=𝟏𝒖+𝟏𝒗,像距u越大，像越大。应用（1）照相机：①镜头是凸透镜㈩②物体到透镜的距离（物距）大于二倍焦距，成的是倒立、缩小的实像；③要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离胶卷（2）投影仪：①投影仪的镜头是凸透镜；②投影仪的平面镜的作用是改变光的传播方向；③物体到透镜的距离（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒立、放物距像的性质像距应用倒、正放、缩虚、实u2f倒立缩小实像fv2f照相机、摄影机u=2f倒立等大实像V=2fFu2f倒立放大实像v2f幻灯机、投影仪u=f不能成像uf正立放大虚象|v|u放大镜大的实像；④要使像变大，应该让透镜靠近物体，远离屏幕（3）放大镜：①放大镜是凸透镜；②放大镜到物体的距离（物距）小于一倍焦距，成的是放大、正立的虚像；③要让物体更大，应该让放大镜远离物体；四、透镜光学作图七、近视、远视及矫正方法1、成像原理:从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。（眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷））2、近视及远视的矫正方法：近视眼：物体成像在视网膜前，用凹透镜矫正远视眼：物体成像在视网膜后，用凸透镜矫正。八、显微镜和望远镜1、显微镜:显微镜由目镜和物镜组成，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。2、望远镜:望远镜由目镜和物镜组成，物镜使物体成缩小、倒立的实像，目镜相当于放大镜，成放大的像。FFFF