生活中的透镜（1）

生活中的透镜   【课前复习】 上一节我们学习了透镜的分类、作用等一些知识，你能回答出以下的问题吗？ 1．透镜按形状分为哪两种？ 2．凸透镜、凹透镜对光线的作用是什么？据此它们又分别被称为什么透镜？ 3．凸透镜、凹透镜的焦点是如何确定的？ 透镜按形状可分为凸透镜和凹透镜，凸透镜中间厚，边缘薄，凹透镜中间薄，边缘厚，凸透镜对光线有会聚作用，又叫会聚透镜．凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜．凸透镜的焦点是这样确定的：平行于凸透镜主光轴的光线，经透镜折射后会聚于主光轴的一点上，这个点就是凸透镜的焦点．凹透镜的焦点与其稍有不同：平行于凹透镜主光轴的光线经过凹透镜折射后变得发散，这些折射光线的反向延长线交于主光轴上的一点，这个点就是凹透镜的焦点． 好了，现在你可以看看本节知识内容，做一做下面几道题： 1．照相机镜头的作用相当于一个__________，来自物体的光经过照相机镜头后__________在胶卷上，形成一个__________的像． 2．投影仪上有两个光学仪器：__________镜和__________镜，作用分别是成__________的像、改变__________方向． 3．放大镜是一个__________，它可以成__________的像．   【学习目标】 1．了解透镜在日常生活中的应用． 2．了解照相机的成像原理． 3．能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征．   【基础知识精讲】 生活中应用凸透镜的仪器非常多，你能举出几个例子吗？本节知识学习三个最常用的含有凸透镜的仪器． 1．照相机 你喜欢摄影吗？熟悉照相机的话，你一定知道，照相机中最重要的部件是相机的镜头．每个相机的镜头都用镜头盖保护，它的作用就相当于一个凸透镜． 照相机的原理如图3—12所示．来自物体的光经过相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的像．胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，对物体的像就被记录在胶卷上，经过显影、定影后成为底片，再用底片洗印就可以得到相片． 你也可能会问：照相机中成的像是实像还是虚像．其实实像和虚像的最简单的区别在于实像能被光屏、白布、纸、手等物体承接，它是真实光线的会聚，而虚像是光线反向延长线的交点，不能用光屏等物体承接．所以，照相机所成的像是实像，可以被底片承接． 所以，照相机所成的像的特点是：缩小的实像． 课本上介绍了“制作模型照相机”的方法：用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒能够套入另一个之中，在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5~10 cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明纸（或塑料薄膜），这样就做成了模型照相机． 用此相机成像时，半透明纸相当于底片，在其上可以看到清晰的像，而且这个像与物体的方向是相反的．因此，照相机成的像是倒立的． 你能总结一下照相机能成什么样的像吗？对，是一个倒立的、缩小的实像． 2．投影仪 你们教室中有投影仪吗？如果有的话，你可以仔细观察一下，它也是利用凸透镜来成像的仪器． 将投影仪上的平面镜取下，把投影片放到载物台上．调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像．至此，你可能马上就会说出投影仪成的像是实像，对，因为像可以被天花板承接． 投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，投影片上的图案通过这个凸透镜形成一个放大的像，而且这个像是倒立的． 投影仪上还有一个我们学习过的光学元件：平面镜．它的作用也很关键，是改变光的传播方向，使得射向天花板的光能在屏幕上成像． 要总结投影仪中的凸透镜成像的特点应该很容易吧，是一个倒立的、放大的实像． 3．放大镜 你一定使用过放大镜吧，它也是凸透镜，是最常用的光学仪器之一．把放大镜放在物体的上方，适当调整距离，我们就能看清物体的细微之处． 想一想，放大镜成像的特点是什么？ 首先，成的像与物体的方向一致，因此像是正立的，其次像是放大的．你能用手或白纸将这个像接住吗？可以试一试． 放大镜成的像是接不住的，因此是个虚像．好，我们现在可以总结出放大镜成像的特点了：是一个正立的、放大的虚像．   【学习方法指导】 列表法 本节知识中我们学的是凸透镜的应用，实际上就是照相机、投影仪、放大镜的成像特点，内容看上去很杂乱，你能不能想办法将这些知识总结得有条理呢？ 我教你一种方法：列表法．将有关联的知识列成一览表，清晰而有条理，便于我们理解和记忆知识． 成像仪器 像的特点 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 照相机 倒立 缩小 实像 投影仪 倒立 放大 实像 放大镜 正立 放大 虚像 我们可以将本节知识列成上表形式． 列表法在我们学习过程中曾经使用过，例如，将电路的三种状态：通路、开路、短路的定义、特点、危害性等列表表示，将串联电路和并联电路的定义、电流、有无节点、开关个数等内容列表比较，都可以帮助我们总结、对比知识点，对理解和记忆都有好处． 我们将串、并联电路中电流、电压、电阻的关系列成下表，各自特点一目了然．   【拓展训练】 别扭的照相机光圈数 你要是用过照相机，就会发现相机镜头框和光圈环上刻有光圈数．而且光圈数是一组很不整齐的数值： 1．4、2、2．8、4、5．6、8、11、16、22…… 调整光圈环，可以选择不同的光圈数，从而选择镜头里面的光阑孔径（光圈），以控制进入镜头的光的能量．你会发现，光圈数大时，光圈小．如图3—14所示． 仔细分析一下光圈数，你还会发现它们之间有这样的规律： 相邻两个数字都有约为 倍的关系，如： 1．4× ≈2，2× ≈2.8，等． 为什么要这样安排光圈数呢？ 原来，光圈数是镜头焦距与光圈直径的比值．如光圈数是2，说明镜头焦距与光圈直径的比值是2，也就是说，光圈直径是焦距的1/2；如光圈数是2.8，说明镜头焦距是光圈直径的2. 8倍．… 依此类推，光圈直径是镜头焦距的光圈数分之一． 由于单位时间内进入镜头的光的能量与光圈面积成正比，即与光圈直径平方成正比．相邻光圈数是 倍的关系，其光圈直径也是 倍的关系，其光圈面积则是2倍关系，这样，单位时间内进入镜头的光的能量就是2倍关系了． 我们知道，照相时要求底片曝光正常，就要使底片得到一定的光能量，而被拍摄景物的亮度既千差万别，又千变万化，要使曝光正常，就要根据景物亮度的不同来控制进入镜头的光能量． 控制进入镜头的光能量通常靠调节光圈和快门速度．前面说过，光圈大小可以控制单位时间进入镜头的光的能量，快门速度可以控制光进入镜头的时间． 现代的照相机，很多是用电子装置自动控制曝光量的．它们再不用标出光圈数和快门速度，使用时不必去调光圈和快门，这太方便了．