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1、第五章 透鏡及其應(yīng)用 第1節(jié) 透鏡1.透鏡有兩種:中間厚、邊緣薄的凸透鏡和中間薄、邊緣厚的凹透鏡。2.凸透鏡對光有會聚作用,凹透鏡對光有發(fā)散作用。3.凸透鏡有兩個實焦點,凹透鏡有兩個虛焦點。焦點和光心間的距離叫焦距。焦點用“F”表示,焦距用“f”表示。知識點1:透鏡(1)用玻璃、樹脂或水晶等透明材料制成的放大鏡、近視眼鏡、遠(yuǎn)視眼鏡等,都是透鏡。(2)透鏡的種類:透鏡有兩種類型:凸透鏡和凹透鏡。中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡;中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。易錯警示一定要注意:對透鏡進(jìn)行分類時,要通過比較透鏡中間和邊緣的薄厚程度,不能只看其表面是凸出來還是凹下去,這是本知識點的差距所在。(3)透鏡的

2、有關(guān)概念最簡單的透鏡兩個表面都是球面的一部分,通過兩個球面球心的直線C1C2叫透鏡的主光軸,簡稱主軸,如圖所示。如果透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑,這種透鏡叫做薄透鏡。薄透鏡的中心O點就是透鏡的光心,過光心的光線,其傳播方向不變?！纠咳鐖D所示是一塊玻璃磚,現(xiàn)沿磚內(nèi)曲線將其分為A、B兩部分,則部分相當(dāng)于凸透鏡,部分相當(dāng)于凹透鏡。(填“A”或“B”)答案:A;B點撥：A部分中間厚、邊緣薄,為凸透鏡;B部分中間薄、邊緣厚,為凹透鏡。知識點2:凸透鏡對光線的會聚作用凸透鏡對光有會聚作用,如下表所示。類型示意圖說明凸透鏡凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這一點叫凸透鏡的焦點,用字母“F”表

3、示。凸透鏡兩側(cè)各有一焦點,且對稱。焦點到凸透鏡光心的距離叫焦距,用字母“f”表示。凸透鏡兩側(cè)的焦距相等易錯警示有同學(xué)講“焦距是指兩焦點之間的距離”,這種說法是錯誤的。焦點到光心的距離為焦距,兩焦點之間的距離為焦距的2倍。會聚作用是指光經(jīng)凸透鏡折射后,與原來的傳播方向相比,更靠近主光軸,但該折射光束不一定是會聚光束。如圖所示,雖然折射光束仍為發(fā)散光束,但更靠近主光軸?！纠筷P(guān)于凸透鏡對光的作用,下列說法正確的是()A.光通過凸透鏡后會變成平行光 B.光通過凸透鏡后會相交于焦點C.只對平行于主光軸的光才有會聚作用 D.對任何光都有會聚作用答案:D點撥：只有過焦點的光經(jīng)過凸透鏡折射后才變成平行于主光

4、軸的光,故A項錯;只有平行于主光軸的光,經(jīng)過凸透鏡折射后才相交于焦點,故B項錯;凸透鏡對光有會聚作用,是指對任何光而言的,而并非只對平行于主光軸的光,故C項錯,D項正確。知識點3:凹透鏡對光線的發(fā)散作用凹透鏡對光有發(fā)散作用,如下表所示。類型示意圖說明凹透鏡凹透鏡能使與主光軸平行的光線通過它后變得發(fā)散,且這些發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點,這一點不是實際光線的會聚點,所以叫凹透鏡的虛焦點拓展延伸凹透鏡對光有三條特殊光線,如圖所示。平行于主光軸的入射光線,折射后折射光線的反向延長線過虛焦點;過光心的光線,折射后傳播方向不改變;對著另一側(cè)虛焦點入射的光線,折射后折射光線平行于主光軸。易錯警

5、示根據(jù)光的折射中光路是可逆的,我們可作出如圖所示的光路。即延長線過凹透鏡另一側(cè)焦點的入射光經(jīng)凹透鏡折射后會成為平行于主光軸的光。由于“延長線”不是光線實際經(jīng)過的路徑,所以畫圖時“延長線”必須畫成虛線。發(fā)散作用是指光經(jīng)凹透鏡折射后,與原來傳播方向相比,更遠(yuǎn)離主光軸,但該折射光束不一定是發(fā)散光束,如圖所示,雖然折射光束仍為會聚光束,但與入射光束相比更遠(yuǎn)離主光軸?？傊?到底是凸透鏡對光的會聚作用,還是凹透鏡對光的發(fā)散作用,不能只看折射光線是會聚還是發(fā)散,而應(yīng)該比較折射后的光束與原來光束的發(fā)散和會聚程度,這是本知識點的差距所在?！纠吭谙聢D中,根據(jù)給出的光路,在(a)、(b)方框內(nèi)填入適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件。

6、解:如圖所示。點撥：題圖中光線上的單箭頭、雙箭頭是明確對應(yīng)關(guān)系的。在圖(a)框外部的入射光線為平行光線,經(jīng)透鏡折射后,出射光線上、下位置關(guān)系不變,但光線發(fā)散了,故(a)框內(nèi)為凹透鏡。在圖(b)框外的入射光線為平行光線,經(jīng)透鏡折射后,出射光線上、下位置反了,可知是偏向主光軸的,則光線變會聚了,故(b)框內(nèi)為凸透鏡?？键c1:凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線的作圖【例1】請在下圖中畫出入射光線或折射光線。解:如圖所示。點撥：光心是透鏡上非常特殊的一個點,過光心的光線傳播方向不改變。從焦點發(fā)出的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后會成為平行于主光軸的光線;同樣,平行于凸透鏡主光軸的折射光線,其相應(yīng)的入射光線必定過焦點?？?/p>

7、點2:凸透鏡焦距的測定【例2】如圖所示,小明用凸透鏡、光屏和刻度尺等器材,測定凸透鏡的焦距。讓凸透鏡正對著太陽光,把光屏置于另一側(cè),改變光屏與凸透鏡間的距離,直到光屏上出現(xiàn)一個的光斑,測得凸透鏡的焦距是cm。答案:最小、最亮;10點撥：因為平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會聚于一點,該亮點最小且最亮,為凸透鏡的焦點,測出焦點到凸透鏡光心的距離,就等于凸透鏡的焦距,這是解答這類題的切入點。由圖可知,該凸透鏡的焦距為10 cm?？键c3:凸透鏡對光的會聚作用在現(xiàn)實生活中的具體運用【例3】2012年4月,墨西哥第二大城市瓜達(dá)拉哈拉以西的一個森林公園發(fā)生了一場火災(zāi),燒毀了8 500多公頃森林,約三分之一的公園園區(qū)被毀。保護(hù)森林公園是每一個游人的責(zé)任。林雨在森林公園游玩時,看到一個被丟棄的透明塑料瓶。她想到,如果下雨使得瓶中進(jìn)了水,就可能會成為森林火災(zāi)的元兇,于是她拾起瓶子丟進(jìn)了垃圾筒。盛有水的透明塑料瓶可能引起火災(zāi)的主要原因是()A.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凸透鏡,對光線有發(fā)散作用B.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凸透鏡,對光線有會聚作用C.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凹透鏡,對光線有會聚作用D.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凹透鏡,對光線有發(fā)散作用答案:B點撥：盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個凸透鏡,能夠會聚太陽光,此時如果有易燃物在其焦點上,則容易被點燃,引發(fā)火災(zāi)。