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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(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。3.凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn),凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)。焦點(diǎn)和光心間的距離叫焦距。焦點(diǎn)用“F”表示,焦距用“f”表示。知識(shí)點(diǎn)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(cuò)警示一定要注意:對(duì)透鏡進(jìn)行分類時(shí),要通過(guò)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(lái)還是凹下去,這是本知識(shí)點(diǎn)的差距所在。(3)透鏡的

2、有關(guān)概念最簡(jiǎn)單的透鏡兩個(gè)表面都是球面的一部分,通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線C1C2叫透鏡的主光軸,簡(jiǎn)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(diǎn)就是透鏡的光心,過(guò)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(diǎn)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(shí)點(diǎn)2:凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,如下表所示。類型示意圖說(shuō)明凸透鏡凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn),這一點(diǎn)叫凸透鏡的焦點(diǎn),用字母“F”表

3、示。凸透鏡兩側(cè)各有一焦點(diǎn),且對(duì)稱。焦點(diǎn)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(cuò)警示有同學(xué)講“焦距是指兩焦點(diǎn)之間的距離”,這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的。焦點(diǎn)到光心的距離為焦距,兩焦點(diǎn)之間的距離為焦距的2倍。會(huì)聚作用是指光經(jīng)凸透鏡折射后,與原來(lái)的傳播方向相比,更靠近主光軸,但該折射光束不一定是會(huì)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(duì)光的作用,下列說(shuō)法正確的是()A.光通過(guò)凸透鏡后會(huì)變成平行光 B.光通過(guò)凸透鏡后會(huì)相交于焦點(diǎn)C.只對(duì)平行于主光軸的光才有會(huì)聚作用 D.對(duì)任何光都有會(huì)聚作用答案:D點(diǎn)撥：只有過(guò)焦點(diǎn)的光經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后才變成平行于主光

4、軸的光,故A項(xiàng)錯(cuò);只有平行于主光軸的光,經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后才相交于焦點(diǎn),故B項(xiàng)錯(cuò);凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,是指對(duì)任何光而言的,而并非只對(duì)平行于主光軸的光,故C項(xiàng)錯(cuò),D項(xiàng)正確。知識(shí)點(diǎn)3:凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用,如下表所示。類型示意圖說(shuō)明凹透鏡凹透鏡能使與主光軸平行的光線通過(guò)它后變得發(fā)散,且這些發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線相交于主光軸上的一點(diǎn),這一點(diǎn)不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn),所以叫凹透鏡的虛焦點(diǎn)拓展延伸凹透鏡對(duì)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(zhǎng)線過(guò)虛焦點(diǎn);過(guò)光心的光線,折射后傳播方向不改變;對(duì)著另一側(cè)虛焦點(diǎn)入射的光線,折射后折射光線平行于主光軸。易錯(cuò)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(zhǎng)線過(guò)凹透鏡另一側(cè)焦點(diǎn)的入射光經(jīng)凹透鏡折射后會(huì)成為平行于主光軸的光。由于“延長(zhǎng)線”不是光線實(shí)際經(jīng)過(guò)的路徑,所以畫圖時(shí)“延長(zhǎng)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(lái)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(huì)聚光束,但與入射光束相比更遠(yuǎn)離主光軸。總之,到底是凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用,還是凹透鏡對(duì)光的發(fā)散作用,不能只看折射光線是會(huì)聚還是發(fā)散,而應(yīng)該比較折射后的光束與原來(lái)光束的發(fā)散和會(huì)聚程度,這是本知識(shí)點(diǎn)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(diǎn)撥：題圖中光線上的單箭頭、雙箭頭是明確對(duì)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(huì)聚了,故(b)框內(nèi)為凸透鏡?？键c(diǎn)1:凸透鏡和凹透鏡三條特殊光線的作圖【例1】請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出入射光線或折射光線。解:如圖所示。點(diǎn)撥：光心是透鏡上非常特殊的一個(gè)點(diǎn),過(guò)光心的光線傳播方向不改變。從焦點(diǎn)發(fā)出的入射光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)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(guò)焦點(diǎn)?？?/p>

7、點(diǎn)2:凸透鏡焦距的測(cè)定【例2】如圖所示,小明用凸透鏡、光屏和刻度尺等器材,測(cè)定凸透鏡的焦距。讓凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)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(gè)的光斑,測(cè)得凸透鏡的焦距是cm。答案:最小、最亮;10點(diǎn)撥：因?yàn)槠叫杏谥鞴廨S的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于一點(diǎn),該亮點(diǎn)最小且最亮,為凸透鏡的焦點(diǎn),測(cè)出焦點(diǎn)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(diǎn)。由圖可知,該凸透鏡的焦距為10 cm。考點(diǎn)3:凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用在現(xiàn)實(shí)生活中的具體運(yùn)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(gè)森林公園發(fā)生了一場(chǎng)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(gè)游人的責(zé)任。林雨在森林公園游玩時(shí),看到一個(gè)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(huì)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(duì)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(duì)光線有會(huì)聚作用C.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凹透鏡,對(duì)光線有會(huì)聚作用D.盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于凹透鏡,對(duì)光線有發(fā)散作用答案:B點(diǎn)撥：盛有水的透明塑料瓶相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,能夠會(huì)聚太陽(yáng)光,此時(shí)如果有易燃物在其焦點(diǎn)上,則容易被點(diǎn)燃,引發(fā)火災(zāi)。