第六章常见的光学仪器

第六章常见的光学仪器一、透镜1、凸透镜和凹透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜，中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。主轴：通过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴。光心：薄透镜的中心点叫做透镜的光心。通过光心的光线传播方向不变。2、凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。平行于凸透镜主光轴的光线会聚于主光轴上一点，这点叫做凸透镜的焦点，焦点到光心的距离叫做焦距。通过凸透镜焦点的光线平行于主光轴射出。平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜后形成发散光，这些发散光的反向延长线会聚一点，这点叫做凹透镜的虚焦点，虚焦点到凹透镜光心的距离叫做凹透镜的焦距。焦距越小的透镜，会聚（或发散）作用越明显。3、透镜的分辨方法(1)手摸法：中间厚边缘薄的为凸透镜。(2)聚焦法：用太阳光对着透镜照能得到细小亮斑的是凸透镜。(3)放大法：看书上的字放大的是凸透镜。二、凸透镜成像1、当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间。2、当物距等于2倍焦距时，成倒立等大的实像，像距等于2倍焦距。3、当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，像距大于2倍焦距。4、当物距小于焦距时，成正立放大的虚像，像距大于1倍焦距。5、放大镜的使用：放大镜成正立、放大的虚像，物像同侧。使用时应使物体尽量远离透镜，但物距不得超过一倍焦距。三、生活中的透镜1、幻灯机与投影仪：幻灯片或投影片到凸透镜的距离为物距，镜头到屏幕的距离为像距。原理：当物距在1倍焦距和2倍焦距之间时，成倒立放大的实像，像距大于物距。屏幕上要成正立的像，幻灯片必须倒放。要使屏幕上得到的像更大，应当使凸透镜与幻灯片或投影片的距离减小，同时使屏幕远离透镜，即应把幻灯机或投影仪远离屏幕。投影仪中平面镜的作用是改变光的传播方向。2、照相机：照相机的镜头相当于凸透镜，景物到镜头的距离为物距，镜头到底片的距离为像距。原理：当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间。要使底片上的像大一些，应减小物距、加大像距，即照相机离景物近些，同时将镜头与底片的距离调大些。3、显微镜：目镜和物镜都是凸透镜，物镜相当于幻灯机，目镜相当于放大镜。它是对物体的两次放大，物镜成放大实像，目镜成放大虚像。显微镜对物体的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数4、望远镜：目镜和物镜都是凸透镜，物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜，先由物镜把远处的物体拉近成实像，再由目镜放大成虚像。我们看远处的物体通过望远镜使视角变大了，所以能看得很清晰。四、眼睛和眼镜1、眼睛：眼睛相当于照相机，瞳孔相当于照相机的光圈，晶状体相当于照相机的镜头，视网膜相当于照相机的底片。眼睛中的角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体共同作用，相当于凸透镜，视网膜相当于屏幕。原理：当物距大于2倍焦距时，成倒立缩小的实像，像距在1倍焦距和2倍焦距之间。眼睛通过睫状肌来改变晶状体的弯曲程度，使物体的像总能落在视网膜上。当晶状体最扁平时，眼睛能看清最远点，正常眼的远点在无穷远。当晶状体最凸起时，眼睛能看清最近点。正常眼睛的明视距离为25cm.。2、近视眼：近视眼的明视距离小于25cm，配载用凹透镜制作的近视眼镜可以得到矫正。3、远视眼：近视眼的明视距离大于25cm，配载用凸透镜制作的远视眼镜（老花镜）可以得到矫正。4、眼镜的度数：凹透镜的度数是负的，凸透镜的度数是正的。凸透镜越厚，焦距就小，度数就越大。凹透镜中心越薄，焦距就小，度数就越大。度数=100/f(f为焦距，单位：米)第七章运动和力一、力1、一个物体对另一个物体的推、拉、提、压、吸引、排斥等作用叫做力。力不能脱离物体而存在，当讨论某一个力时，一定涉及两个物体，一个是施力物体，另一个是受力物体。2、只有一个物体不能产生力，物体与物体间力的作用是相互的。3、力一般用字母F表示。力的单位是牛顿，简称牛，符号N。在手中两个较小的鸡蛋对手的压力约1N。一名中学生对地面的压力约500N。4、力的作用效果①力可以使物体发生形变。②力可以使物体的运动状态发生改变。（运动状态改变包括：静止到运动，运动到静止，运动方向改变、运动快慢改变）。力的大小、方向和作用点都影响力的作用效果。5、力的三要素：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素。用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法，叫力的图示法。线段的长度表示力的大小；箭头的方向表示力的方向；线段的起点表示力的作用点。（力的示意图只表示出力的方向和作用点）。二、力的测量1、弹簧测力计的结构：弹簧、拉杆、刻度盘、指针、外壳等。2、测力计的原理：在一定范围内，弹簧受到的拉力或压力越大，弹簧的形变量越大。（或者说，在弹性限度内，弹簧的形变跟受到的拉力或压力成正比）3、测力计的使用(1)、测量前要观察测力计的指针是否与零刻线对齐，进行校正或记下数值。(2)、测量时对测力计拉杆施力要沿着弹簧的中心轴线方向。(3)、读数时指针靠近哪条刻度线就取哪条刻度线的值。(4)、被测力不能超过测力计的量程，否则会损坏测力计。三、重力1、由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。物体所受重力的施力物体是地球。重力在物体上的作用点叫做物体的重心，对于一些质量分布均匀、形状规则的正方形、球等，重心在物体的几何中心上。2、重力的方向总是竖直向下的。我们把与重力方向一致的线叫做重垂线。3、物体受到的重力跟它的质量成正比。同一地点物体受到的重力与它质量的比是一个定值，一般取9.8N/kg，读作“9.8牛每千克”，用g表示，即g=9.8N/kg，它表示质量为1kg的物体受到的重力是9.8N。4、重力的计算公式：G=mg四、同一直线上二力的合成1、几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力叫做那几个力的合力。如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向，称为力的合成。2、同一直线上的两个力的合成：如果两个力的方向相同，合力方向不变，大小为二力之和。如果两个力的方向相反，合力方向与较大的力方向相同，大小为二力之差。3、注意：同一直线上的两个力，方向相同时，合力必大于其中的任何一个力。方向相反的两个力，大小相等时，合力为0；大小不等时，合力一定小于较大的力，可能大于较小的力，也可能小于较小的力。五、二力平衡1、平衡：物体保持静止或匀速直线运动状态，叫做平衡。平衡力：平衡的物体所受到的力叫做平衡力。二力平衡：如果物体只受两个力而处于平衡状态，这种情况叫做二力平衡。2、二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，即合力为零。六、摩擦力的大小与什么有关1、滑动摩擦：一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动时，产生阻碍相对滑动的现象，叫做滑动摩擦。2、滑动摩擦力：在滑动摩擦过程中产生的力。其方向与物体运动方向相反。3、与滑动摩擦力大小有关的因素：接触面的粗糙程度，压力的大小。4、静摩擦：两个相对静止的物体间产生的摩擦叫做静摩擦。静摩擦产生的条件是：相互接触，且有相对运动的趋势。静摩擦力的方向与物体运动趋势的方向相反。5、滚动摩擦：一个物体在另一个物体上滚动时所产生的摩擦，叫做滚动摩擦。6、增大摩擦的方法：（1）使接触面更加粗糙（2）增大压力。7、减小摩擦的方法：(1)把滑动摩擦转变为滚动摩擦可以大大减小摩擦。(2)加润滑油使接触面变光滑也可以减小摩擦。七、运动和力的关系1、惯性：我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。2、惯性定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。这个规律叫做牛顿第一定律，也成为惯性定律。3、力是使物体运动状态发生变化的原因。4、惯性是物体的一种固有属性，一切物体都有惯性，惯性的大小是由物体的质量决定的与物体的运动状态、运动快慢、物体的形状、所处的空间、是否受力无关，物体的质量越大惯性越大。5、惯性和惯性定律的区别：惯性定律是描述物体运动规律的，惯性是物体本身的一种性质；惯性定律是有条件的，惯性是任何物体都具有的。第八章压强与浮力一、压强1、压力：垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力的作用效果是使物体发生形变。2、压力的作用效果与压力的大小和受力面积的大小有关：当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越显著；当压力大小相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。3、压强：作用在物体单位面积上的压力叫做压强。用符号p表示。压强是为了比较压力的作用效果而规定的一个物理量。4、压强的计算公式及单位：公式：p=F/s，p表示压强，F表示压力，S表示受力面积。压力的单位是N，面积的单位是m2，压强的单位是N/m2，读作“牛每平方米”，物理学中将压强的单位叫做帕斯卡，简称帕，符号Pa。1Pa=1N/m2(帕斯卡是一个很小的单位，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa)5、增大、减小压强的方法增大压强的方法是：增大压力或减小受力面积。减小压强的方法是：减小压力或增大受力面积。二、液体内部的压强1、液体内部压强的产生是因为液体具有重力，同时具有流动性。2、液体内部压强的特点：液体内部向各个方向都有压强；在同一深度处，液体向各个方向的压强大小相等；液体内部压强随深度的增加而增大；液体内部的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大。液体内部的压强只与液体的密度和液体的深度有关，与液体的质量、体积无关。3、液体内部压强的公式：p=ρghρ指密度，单位：kg/m3，g=9.8N/kg，h指深度，单位：m，p指压强，单位：Pa注意：h指液体的深度，即某点到液面的垂直距离。三、连通器1、连通器：上部开口，底部连通的容器。连通器至少有两个开口，只有一个开口的容器不是连通器。2、连通器的原理：如果连通器中只装有一种液体，那么液体静止时连通器的各部分中液面总保持相平。3、连通器的应用：洗手池下的回水管——管内的水防止有异味的气体进入室内水位计——根据水位计上液面的高低可以知道锅炉或热水器内的水的多少水塔供水系统——可以同时使许多用户用水茶壶———制做时壶嘴不能高于或低于壶口，一定要做的与壶口相平。过路涵洞——能使道路两边的水面相同，起到水过路的作用。船闸——可以供船只通过4、连通器中各容器液面相平的条件是：(1)连通器中只有一种液体(2)液体静止不流动。四、大气压强1、空气受到重力作用，并且具有流动性，在空气的内部向各个方向也存在着压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压。2、大气压强的测量：1643年意大利科学家托里拆利首先用实验的方法测出了大气压强的值，依据是“大气压与液体压强相平衡”的原理。托里拆利实验也证明了自然界中真空的存在。1标准大气压=760mmHg=1.01×105Pa，即P0=1.01×105Pa。它大约相当于质量为1kg的物体压在1cm2的面积上产生的压强。大气压强的数值不是固定不变的，高度越高，大气压强越小，晴天时比阴天时气压高，冬天比夏天气压高。在海拔2000m以内，每升高12m，大气压强大约下降133Pa。3、气体压强与体积的关系：在温度不变的条件下，一定质量的气体，体积减小压强就增大；体积增大压强就减小。4、马德堡半球实验是证明大气压存在的著名实验，托里拆利实验是测定大气压值的重要实验。5、活塞式抽水机和离心式水泵：都是利用大气压把水从低处抽到高处的。1标准大气压能支持大约10m高的水柱，所以抽水机的抽水高度（吸水扬程）只有10m左右，即抽水机离开水面的高度只能在10m左右，再高，水是抽不上去的。6、离心式水泵实际扬程分吸水和压水扬程两个部分，吸水扬程是由大气压强决定的，压水扬程是由水离开叶轮片时具有向上的初速度的大小决定的。7、使用离心式水泵，启动前如不先往泵壳里灌满水，水泵能抽上水来吗？不能，如果启动前不灌满水，泵壳里就会有空气，泵内与泵外的气压相等，泵外的大气压就无法把水压入管内，这样是抽不上水的。五、浮力1、浮力：浸在液体（或气体）中的物体受到液体（或气体）向上托的力，叫做浮力。浮力的方向是竖直向上的，施力物体是液体（或气体）。漂浮在液面上的物体和完全浸没在液体中的物体都叫浸在液体中的物体。2、浮力产生的原因：浸在液体中的物体受到液体对它向上的压力大于液体