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第4讲 光的折射 透镜
4.1 学习提要
4.1.1 光的折射
1. 光的折射现象
光从一种物质进入另一种物质时，它的传播方向通常会改变，这种现象叫做光的折射。
2. 光的折射规律
如图4-1所示，光线AO从空气斜射人水中，传播方向发生改
变，折射光线是OB。光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
当光从空气斜射入水（或其他透明介质）中时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角增大。光垂直射到水（或其他透明介质）的表面时，光的传播方向不变。 图4-1
当光从水（或其他透明介质）斜射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。
如图4-2（a）和(b)所示，当光以相同的人射角分别从空气斜射人水或玻璃中时，在玻璃 中的折射光线向法线偏折更明显，说明玻璃对光的折射本领比水强。实验表明，不同介质对光的折射本领不同。
图4-2
4.1.2 透镜
1. 三棱键
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三棱镜是一个截面为三角形的透明棱柱体。如图4-3所示，由空气射人三棱镜内的光线，通过棱镜后出射光线向棱镜的底面偏折。
图4-3 图4-4
2. 凸透镜
（1）中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。通常透镜的两个表面都是球面，或者一面是球面，—面是平面。通过透镜球面的球心C1、C2的直线叫做透镜的主光轴，透镜的中心O点叫做透镜的光心。
（2）凸透镜对光线有会聚作用，如图4-4所示，凸透镜的焦点为实焦点。
（3）经过凸透镜有三条特殊光线，如图4-5所示：
（a）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
（b）过焦点的光线绘凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。
（b）通过凸透镜光心的光线方向不改变。
图4-5
3. 凹透镜
（1）中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。
（2）凹透镜对光线有发散作用，如图4-6所示，凹透镜的焦点为虚焦点。
（3）经过凹透镜有三条特殊光线，如图4-7所示：
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（a）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后它的反向延长线过焦点。 图4-6
（b）延长线过焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。
（c）通过凹透镜光心的光线方向不改变。
图4-7
4.1.3 凸透镜成像
1. 物距、像距和焦距
物体到透镜中心的距离叫物距，用表示；像到透镜中心的距离叫像距，用表示；焦距用表示。
2. 研究凸透镜成像规律实验
（1）实验目的：研究凸透镜成像规律。
（2）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴。
（3）实验步骤
① 测出凸透镜的焦距，用符号表示，并记录下凸透镜的焦距。
② 在光具座上从左向右依次放入蜡烛、凸透镜和光屏。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上。如图4-8所示。
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图4-8
③ 移动凸透镜，使它与蜡烛的距离（即物距）>，手移动光屏，眼睛看屏上的像，直到出现清晰的烛焰的像为止，将像的正倒、大小、虚实以及像的位置填入表4-1中。
④ 移动凸透镜，使
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