4.5科学探究：凸透镜成像.doc

4.5科学探究：凸透镜成像1.透镜及其分类透镜及透镜相关概念：2.凸透镜对光的作用会聚作用：“靠拢”主光轴① 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示)，即凸透镜对光有会聚作用② 会聚作用是指凸透镜对光线的作用通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了一些或发散程度减小了一些，如图甲凸透镜不仅对平行光束有会聚作用，对发散光束也有会聚作用（原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于一倍焦距以内；原来发散的光线经过凸透镜后会聚在一倍焦距之外）会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束三条特殊的光线： ①平行主光轴的光线经透镜折射后通过另一侧的焦点 ②过光心的光线经透镜折射后方向不变 ③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凸透镜对光线的作用：凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图光束：①平行光束:平行光束是指截面积不发生变化的光束平行光束由平行光线组成，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示)：② 会聚光束:会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。

 ③ 发散光束:发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束发散光束由发散光线组成由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示) 3.凹透镜对光的作用发散作用：“远离”主光轴① 发散作用让一束跟主光轴平行的光射向凹透镜，观察到折射光线为发散光束(如图乙所示)，即凹透镜对光有发散作用② 发散作用是指凹透镜对光线的作用通过凹透镜的折射光线相对入射光线而言，是发散了一些或会聚程度减小了一些，如图乙凹透镜不仅对平行光束、发散光束有发散作用，对会聚光束也有发散作用（射向凹透镜另一侧一倍焦距以内的会聚光线，经凹透镜折射后依然会会聚，不过相对于入射光线变发散了一些；射向凹透镜另一侧一倍焦距以外的会聚光线经凹透镜折射后变成发散光线），“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束三条特殊的光线①平行于主光轴的光线经透镜折射后反向延长线过焦点 ②过光心的光线经透镜折射后方向不变③延长线过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凹透镜对光线的作用原理凹透镜对光线的作用原理可以用棱镜对光线的偏折作用来说明，如图：根据透镜三条特殊光线作图4.光学黑箱子题的解法如下图：每个方框中放着一个光学元件，请在方框内填入合适的“镜”。

分析(1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射，以此为依据判断用面镜还是透镜，上述十一个图中，有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射，应填面镜；其余图中光线均发生折射，光透过了镜，应填透镜2)确定了使用面镜还是透镜后，再观察所用镜对光线起何种作用：发散、会聚、镜面反射3)具体分析：E图，光平行射人，又平行射出，在镜上发生了镜面反射，故E图应填平面镜；F图，面镜使平行光线会聚于焦点，应填凹面镜；G图，面镜使平行光线变得发散，应填凸面镜；H图，面镜使发散的入射光线不再发散，而变成平行光线，对光线有会聚作用，与F图构成光路可逆，也应填凹面镜其余七图都应填透镜，透镜分两种：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用凸透镜能使平行光线会聚于焦点，故A图应填凸透镜；凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散，故B图应填凹透镜；c图与B图看起来差不多，实际截然相反，c图入射光线单箭头在上，双箭头在下，而折射光线却变成双箭头在上，单箭头在下，表明它们是交叉(会聚)以后才发散的，只不过会聚部分未画出来，只看到发散部分，此题极容易错误地填凹透镜，仔细看来应填有会聚作用的凸透镜；D图，透镜让发散的人射光线变得平行，对光线有会聚作用，与 A图构成光路可逆，符合从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴的规律，应填凸透镜；剩下的I图和J图是此题的难点，I图易错填为凸透镜，J图则易错填为凹透镜，这两种填法错误的原因是对教材内容理解有误，认为“会聚了的光线一定是经过凸透镜折射”、 “发散了的光线一定是经过凹透镜折射”。

以凸透镜为例，它对光线有会聚作用，有此作用却不一定会聚，如 D图，凸透镜对两条发散的入射光线有会聚作用，使其不再发散而平行，就没有会聚到一点若这两条发散入射光线的光源更靠近凸透镜，在焦距以内，凸透镜对两条光线虽有会聚作用，将它们拉向主光轴，但却不能让折射光线平行射出，仍然是发散的，只不过与入射光线相比较，没有那么散罢了凹透镜对光线的发散作用也可作类似分析假设没有透镜在中间起折射作用，光在同种均匀介质中应沿直线传播，画出这种假想沿直线传播的光线，为与实际相区别，用虚线表示I 图应填凹透镜；J图透镜让发散很大的光线靠近一点，折射光线没那么散了，起会聚作用，应填凸透镜；K图中光线经折射后变得发散，故为凹透镜4)根据判断，填入合适的元件总结：镜的作用与镜的类型对应如下：镜面反射(平行射入，平行射出)——平面镜；反射后起会聚作用——凹面镜(凹镜)；反射后起发散作用——凸面镜(凸镜)；折射后起会聚作用——凸透镜；折射后起发散作用——凹透镜5.辨别凸透镜和凹透镜的方法辨别凹透镜和凸透镜的方法：“一摸二看三照”：一、是从这两种透镜的外形特征着眼，通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别（即用“摸”的方法）；二、是从透镜的成像特点着眼，通过透镜去观察近处物体（如书上的文字），看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别（即用“看”的方法）；三、是从透镜对光线的作用入手加以辨别，看它能否使平行光（太阳光）会聚在一点加以辨别（即用“照”的方法）。

四、除此以外，还有其他的方法例如：用“晃”的方法：通过透镜观察距透镜较近书上的文字，晃动透镜，若发现像的移动方向总与透镜相同，则该透镜是凹透镜；若发现像的移动方向总与透镜相反，则该透镜是凸透镜用“叠合”的方法：例如，可先通过一个凸透镜（或凹透镜）观察它对光线的作用或成像的情况，然后将未知透镜与它叠合在一起，再观察对光线作用或成像情况的变化，从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜至于哪种判断方法好，要视具体情况而定例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法可能不同总之，一种好方法，应该简便、易行、有效，但它是随场合变化而变化的，不宜一概而论6.凸透镜成像的规律凸透镜成像时几个名词： 成像图 （1）物体处于2倍焦距以外时，如图所示2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间时，如图所示（3）物体处于焦点以内时，如图：7.生活中的其他透镜（照相机，放大镜，投影仪等） 答案：（1）10； （2）上； （3）放大；投影仪； （4）①左；②B；（5）完整；变暗答案：8.眼睛及其视物原理眼睛的构造（如图）：9.近视和远视。