§2.3透镜成像

1§2.3透镜成像学习目标:1.了解透镜的基本概念2.掌握典型光路的画法。3.掌握凸透镜的成像规律重点1.典型光路的画法。2.凸透镜的成像规律难点:凸透镜的成像规律一．重难点知识梳理：1．透镜的种类：（1）凸透镜：的透镜，对光线具有作用，有个焦点。中间厚，边缘薄会聚2○1透镜的光心、主光轴光心：薄透镜的中心，通过光心的光线传播方向。主光轴：通过两个球面球心的。不变直线○2焦点、焦距、物距、像距焦点：跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后，在主光轴上会聚的点叫实焦点；焦距：到透镜的距离。物距：到透镜的距离。像距：到透镜的距离。焦点光心物体光心像光心OF1F2OF1F2（2）凹透镜：的透镜，对光线具有作用，有个虚焦点。中间薄，边缘厚发散2跟主光轴平行的光通过凹透镜折射发散后，折射光线的反方向延长线与主光轴相交的点叫虚焦点。2OF1F2OF1F22．凸透镜成像规律在研究凸透镜成像实验中：（1）需要用到的实验器材是：带刻度的、蜡烛、凸透镜、和火柴。实验时在光具座上从左到右依次放置、和。光具座光屏蜡烛、凸透镜光屏（2）为了使烛焰的像能成在光屏的中间，首先要调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在。同一高度（3）实验时先在带刻度的光具座上固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现为止。清晰的烛焰像（4）观察像的性质，同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。（5）如果用f表示凸透镜的焦距，u表示物距，v表示像距，则有如下重要不等式关系：a．u2f，fv2f，像物异侧，成、的像，应用：；倒立、缩小照相机实b．u=2f，v=2f，像物异侧，成、的像；倒立、等大实c．fu2f，v2f，像物异侧，成、的像，应用：；倒立、放大幻灯机实d．u=f，不成像点；e．uf，像物同侧，成、的像，应用：。正立、放大虚放大镜3OF2F物区F2F光屏区aa'cc'bb'dee'倒立缩小物距区倒立放大物距区正立放大物距区不成像区倒立缩小像距区倒立放大像距区凸透镜成像的五种情况图示应注意的问题：（1）二倍焦距处为放大实像与缩小实像的转折点；（2）焦点处是成实像与成虚像的转折点，但焦点处是不成像点；（3）物离焦点越近，像越大，像距也越大。（4）利用凸透镜成像特点解题时主要用“不等式法”。3.近视与远视近视患者所成像投在视网膜之后（眼球前后径过短），需佩戴透镜加以纠正。远视患者所成像投在视网膜之前（眼球前后径过长），需佩戴透镜加以纠正。凹凸二．考点方法与技巧归纳1.凸透镜和凹透镜的作用例1.为了制作一束平行光，班里的同学提出了以下的方法，你认为可行的方法是（）A.选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的焦点上；B.选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的焦点上；C.选用凹透镜并把一小灯泡放在凹透镜的2倍焦点处；D.选用凸透镜并把一小灯泡放在凸透镜的2倍焦点处。答案：B方法与技巧：凹透镜对光线具有作用，无论将小灯泡放在它的焦点上，还是2倍焦点处，灯泡所发出的光射到透镜上都是发散的，这些光通过透镜后会更加发散，不会得到平行光，故选项A、C错误；凸透镜对光线具有作用，它能使平行于主光轴入射的光线，会聚到焦点上，由光路的可逆性可知，从焦点上发出的光经凸透镜后，会平行于主光轴射出；当发光点在凸透镜的2倍焦点处时，灯泡所发出的光则会聚到透镜另一侧的2倍焦点处，不会是平行的。发散会聚2.典型光路例2.如图所示，将平面镜放在垂直于凸透镜主光轴的位置，凸透镜和平面镜相距为d，一束平行于凸透镜主光轴的光线射向透镜，经平面镜反射后会聚于两镜的中点A，则此凸透镜的焦距为（）4A.dB.d2C.32dD.23d答案：C方法与技巧：本题将凸透镜与平面镜结合在一起进行考查典型光路，平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚到上，但光线还未到达焦点时，就被一平面镜反射了，由图可知，如果没有平面镜的话，光线应会聚在平面镜后点上，由平面镜成像规律，A的像点到平面镜的距离与点A到平面镜的距离是的，所以焦距。焦点点A的像相等fddd//232例3.如图画出了光线通过透镜前、后的方向，请在图中虚线框内画出适当类型的透镜。答案：凹透镜凹透镜方法与技巧：甲图中的透镜使光线的会聚点向后移动了，这说明透镜对光线起到了的作用，所以甲图中应为透镜。乙图中的透镜将本应聚集于一点的光线变成了平行光线，这也是对光线起到了的作用，所以乙图中也应为透镜。此类题在判断透镜的类型时，关键是看透镜对光线起到了什么样的作用，本题除了利用以上方法进行判断外，还可比较折射光线与入射光线，看它们是相互“靠近”还是相互“远离”（即折射光线与入射光线相比，是“偏离”了主光轴，还是“偏向”了主光轴）。如果折射光线相互远离，透镜对光线起作用，应为透镜；反之，若对光线起的是作用，则为透镜。发散凹发散凹发散凹会聚凸3.凸透镜成像规律例4.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律。（1）如图3所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个的光斑，就可以测图35出该凸透镜的焦距为cm。最小最明亮10（2）请在图中画出凸透镜的主光轴。略（3）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调整到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏都不能承接到烛焰的像，原因可能是。烛焰在凸透镜焦距以内（4）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向移动。上例5.在探究凸透镜成像规律的实验中，小明同学无论怎样移动光屏，在光屏上始终观察不到烛焰清晰的像，造成这种现象的原因可能是（）此题多选A.蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上；B.蜡烛距凸透镜距离大于焦距；C.蜡烛距凸透镜距离小于焦距；D.蜡烛距凸透镜距离等于焦距。答案：ACD方法与技巧：在该实验中，光屏上不能呈现清晰的像的原因无非有两个：一是；二是。当蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平线上时，蜡烛即使成实像，实像的位置会比光屏的位置偏高或偏低，从而可能导致光屏上承接不到清晰的像，所以A项正确；当蜡烛距凸透镜的距离大于焦距时，蜡烛一定会成一个实像（可能是放大的，也可能是缩小的），如果其它操作正确的话，在光屏上应该能承接的到这个像，所以B项错；当蜡烛距凸透镜的距离小于焦距时，蜡烛成的是虚像，根本无法用光屏来承接，所以C项也正确；当蜡烛距凸透镜的距离等于焦距时，经过凸透镜后的光线是平行的，不能成像，所以D项也正确。实验中所成的像为虚像或根本不能成像由于光屏放置的位置不合适而承接不到所成的实像三、易错点归类1.凸透镜成像规律和光路图结合应用例1.下图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射向透镜的光线。请在图中画出它们通过透镜后的光路（P、P’是与透镜距离等于2倍焦距的位置）答案：如图所示。6点评：本题是一道关于光路的作图问题，主要考查的是凸透镜对光线的作用，凸透镜的成像规律，及光学作图的知识。凸透镜对光线有会聚作用，当光线经焦点射向透镜时，这条光线经透镜后会；当光线经过透镜的二倍焦距处射向透镜后又会怎样呢？因为物体在凸透镜的二倍焦距处所成的像是，所以我们可以将左边的点P看作透镜前的一个物点，则点P通过凸透镜所成的像点应在透镜的右边，且这两点是关于透镜对称的，所以这条光线经凸透镜折射后应经过右边的点P’。平行于主光轴射出等大的实像当堂练习1.物体由远处沿凸透镜主光轴向焦点移近过程中，像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是（）A、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变大B、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变小C、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变大D、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变小A2、物体放在凸透镜前20cm处时，在光屏上得到了物体倒立、缩小的清晰实像，该凸透镜的焦距可能是（）A．20cmB．15cmC．10cmD．5cmD3、在探究凸透镜成像规律的时候，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到__________________，这样才能使烛焰的像成在_________。实验中，我们所说像的倒立或正立，是相对于_________的。同一高度光屏中央烛焰4、凸透镜成放大实像和缩小实像的分界点是_________；凸透镜成实像和虚像的分界点是_________。一倍焦距二倍焦距5、在“研究凸透镜成像”实验中，保持凸透镜位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d和e点，如图所示，同时调整光屏的位置，那么：（1）把烛焰放在________点，屏上出现的像最小。a图7（2）把烛焰放在________点，屏上出现的像最大d（3）把烛焰放在________点，屏上不出现烛焰的像e（4）如果把烛焰从a移动到b点，像到凸透镜的距离________，像的大小______（变大，变小，不变）变大变大6、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上接到一个很小的亮斑。当将一个物体放在距这个透镜50cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（）A.倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C.正立、放大的实像D.正立、缩小的实像B7.如图所示，是第一套2010年上海世博会特种邮票。用焦距为15cm的凸透镜观察这张邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离（）A.大于15cmB.大于30cmC.小于15cmD.小于30cmC8、放电影时，电影胶片上的图案经凸透镜在银幕上成的是（）A.倒立、放大的虚像B.正立、放大的实像C.正立、放大的虚像D.倒立、放大的实像D9、某同学拿了一个焦距为15cm的凸透镜，要想观察细小的物体应将物体放在距凸透镜_________的下方；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在_________的范围；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_________，此时像的位置在__________的范围。小于15cm、大于15cm小于30cm、大于30cm、大于30cm、大于15cm小于30cm10、小明探究凸透镜成像规律的实验装置如图所示，其中焦距为12cm的凸透镜固定在光具座上，位于50cm刻线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧。小明8将蜡烛移至20cm刻度线处，移动光屏，直到光屏上出现了烛焰清晰的像，则该像是倒立、的实像（选填“放大”或“缩小”）。小明将蜡烛移至40cm刻度线处时，他通过凸透镜看到了烛焰的像，则该像是像。（选填“虚”或“实”）巩固训练A卷一、选择题1．如右图所示，蜡烛经透镜所成的像是（）A．倒立缩小的实像B．正立放大的虚像C．倒立放大的实像D．正立缩小的虚像C2、“五·四”青年节那天，学校请来摄影师给我们拍毕业照，列好队后，摄影师发现有几位同学没有进入取景框内，这时他重新调整照相机的正确方法是（）A．照相机向前移，镜头向前伸B．照相机向前移，镜头向后缩C．照相机向后移，镜头向前伸D．照相机向后移，镜头向后缩D4、琦琦同学在做“探究凸透镜成像规律”实验时用画像代替蜡烛，她在透明的玻璃板上用黑色笔画了个画像，实际大小如图（甲）所示。把这个玻璃板放在光具座上，并用平行光源对着玻璃板上的画像照射，如图（乙）所示。移动光屏直到在光屏成清晰像为止。此时画像在光屏上所成的像是图（丙）中的哪一个？（）FF图9A5、在教室里用一个焦距为10cm的凸透镜在一张白纸上得到了窗外一颗树清晰的像，这个像是（）A．缩小、倒立的实像B．缩小、倒立的虚像C．放大、倒立的实像D．放大、正立的虚像A※6.（25初）平面镜水平放置且镜面朝上，在镜面上方竖直放置一凸透镜，在凸透镜左侧主光轴上两倍焦距处有一点光源S,关于点光源在该光具组中成像情况的判断，正确的是（）A．两个实像，两个虚像B．两个实像，一个虚像C．一个实像，两个虚像D．一个实像，三个虚像A※7.（24复）教室里用投影仪放映课件时，银幕上出现了正常画面，若有一只小虫正好落在投影仪的镜头上，此时对画面的影响是（）A．画面变得模糊B．画面稍微变暗了一些C．画面上出现该小虫清晰的像D．画面上出现该小虫的像，但不清晰B※8.（24初）如图24-8所示，F1、F2是凸透镜的焦