第四讲 透镜及其应用
考点梳理
知识精讲
透镜及
其应用
透镜
透镜的三条特殊光路
凸透镜的成像规律及应用
眼睛和眼镜
正常眼睛的成像原理
视力及其矫正
凸透镜和
凹透镜
凸透镜:中间①____、边缘②___的镜片;
凸透镜对光有③_____作用.
凹透镜:中间④____、边缘⑤___的镜片;凹
透镜对光有⑥_____作用.
凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在
主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜
的⑦____;
焦点到凸透镜光心的距离叫做凸透镜的⑧_____.图
中F表示焦点,f表示⑨_____.
厚 薄
会聚
薄 厚
发散
焦点
焦距
焦距
光线
透镜
平行于主光轴 通过焦点 过光心
折
射
光
线
凸
透
镜
通过焦点 与主光轴平行 方向不变
凹
透
镜
反向延长线经过
虚焦点
与主光轴平行 方向不变
物距与焦
距的关系
像距与焦
距的关系
像的性质
应用
倒、正
放大、
缩小
虚、实
u>2f f<v<2f 倒 缩小 ⑩___ ______
u=2f v=2f ___ ____ ___
______
________
f<u<2f v>2f ___ ____ ___ ______
u=f 不成像 探照灯
u<f / ___ ____ ___ _______
实 照相机
倒 等大 实
确定凸
透镜焦距
倒 放大 实 投影仪
正 放大 虚 放大镜
11
12 13 14
15
16 17 18 19
20 21 22 23
成实像时,物距增大,像距 ____,像 _____.
成虚像时,物距增大,像距 ____,像 _____.
实像和虚像
实像:光屏能承接到,所成的像倒立,
且物与像在 ___侧.
虚像:光屏不能承接到,所成的像正立,
且物与像在 ___侧.
减小 减小
增大 增大
24 25
26 27
异
同
28
29
正常眼睛的成像原理:晶状体和角膜的共同作
用相当于一个 ______,把来自物体的光会聚
在视网膜上,形成物体的像.
凸透镜30
特点 成因 成像位置 矫正办法 矫正
原理
规律
总结
近
视
眼
只能看
清
____的
物体
晶状
体
太厚
用 ____
___对光
线有
____作用
近前
远后,
近凹
远凸远
视
眼
只能看
清
____的
物体
晶状
体太
薄
用 ____
___对光
线有
____作用
近处
凹透
发散
镜
远处
凸透
会聚
镜
31
32
33
34
35
36
一
重难点突破
凸透镜成像规律及应用
例 1 如图所示,保持凸透镜位置不变,先后将烛焰
放在a、b、c、d、e各点,并分别调整光屏的位置,则:
例1题图
(1)将烛焰放在a点,光屏上出现_____、_____的___
像.此现象在生活中的应用是_______.
(2)将烛焰放在c点,光屏上出现_____、____的____
像.此现象在生活中的应用是_______.
(3)将光屏放在______点,无论怎样移动光屏,光屏上
也不会出现像.
倒立 缩小 实
照相机
倒立 放大
幻灯机
实
d、e
例 2 人脸识别门禁一体机是通过摄像机镜头
来捕捉人脸信息.该摄像机镜头相当于___透镜,它的
成像与_______(选填“照相机”“投影仪”或“放大
镜”)相似,所成的是_____(选填“放大”“缩小”或
“等大”)的实像,已知镜头焦距为f,人脸到镜头的距
离应大于____.要使屏幕上的像大些,人应离镜头____
(选填“远”或“近”)些.
例2题图
凸
照相机
缩小
近2f
备 考 整 理
(1)凸透镜成像规律
(2)口诀记忆:
①一倍分虚实,内虚外实
一倍焦距处是实像、虚像的分界点,物体在一倍
焦距以内,成的像是虚像;在一倍焦距以外,成
的像是实像.
备 考 整 理
②二倍分大小,远小近大
二倍焦距处是成放大、缩小实像的分界点,物
体在二倍焦距之内,成的是放大的实像;在二
倍焦距之外,成的是缩小的实像.
③物近像远,近焦则大(成实像时)
物体靠近焦点成的像变大,像远离焦点;物体
远离焦点成的像变小,像靠近焦点.
二 眼睛成像原理及视力矫正(重点)
例3 人的眼睛像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用
相当于一个___(选填“凸”或“凹”)透镜,来自物体
的光会在视网膜上形成一个_____(选填“正立”或“倒
立”)的像.如果长期不注意用眼卫生,会导致近视,
可以配戴___透镜来矫正.有一种治疗近视眼的手术,
是利用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的
透镜对光的偏折能力变得____(选填“强”或“弱”)
些.
凸
倒立
凹
弱
三 透镜作图(难点)
例 4 在图甲中,画出由A点发出的光经过凸透镜后
的折射光线;在图乙中画出相应的入射光线.
例4题图
如答图所示
例4题答图
例 5 请在图中的虚线框内画出能矫正该眼睛视
力的透镜.
例5题图
如答图所示
例5题答图
方 法 指 导
透镜作图注意事项:
①使用作图工具规范作图;
②光线要带箭头,光线不能断开;
③实像、实际的光线用实线表示;虚像、光的
反向延长线用虚线表示;
④要符合凸透镜成像的规律.
实验
实验突破 基础小实验
命题点 透镜的光学特性及透镜
的应用
1. 如图所示是许多同学用透镜做
过的游戏,从游戏中可以看出透
镜对光有_____作用,此时亮点会聚
到放大镜的距离就是_____.用这种性质的透镜做
成的眼镜可以用来矫正____视眼.(2016沈阳T2改
编)
焦距
远
命题点 凸透镜成像规律
2. 找一个圆柱形的玻璃杯,里面
装满水,把一支铅笔水平地放在
玻璃杯的一侧,透过玻璃杯,
可以看到铅笔的形状______(选填“不变”或“变
化”);把笔由靠近玻璃杯的位置向远处慢慢地移动
时,透过玻璃杯会看到铅笔尖会逐渐______(选填
“变长”或“变短”),到某一位置以后,铅笔尖的
方向______(选填“改变”或“不改变”).
变化
变长
改变
命题点 眼镜类型的判断
3. 如图所示,小明将一镜片放在
蜡烛和光屏之间,移动光屏,使
烛焰在光屏上成清晰的像,然后
在镜片前放置一眼镜,光屏上的像变模糊了,向
后移动光屏,像又清晰了,此眼镜是______(选填
“近视”或“远视”)眼镜.
近视
命题点 望远镜的原理
4. 如图是小明模拟望远镜的情景,
物镜的作用是使远处的物体在焦点
附近成一个倒立、_____的____像,
目镜相当于一个放大镜,使这个实
像成一个_____、放大的____像.
缩小 实
正立 虚
命题点 显微镜的原理
5. 把一滴水滴在玻璃板
上,在玻璃板下面放置
一个用眼睛看不清楚的
小物体,可以看到水滴就是一个放大镜,若还看不
清再拿一个放大镜位于水滴的上方,调节放大镜与
水滴间的距离,即可看清物体,该小实验是模拟
_______的工作原理. 显微镜
实验
教材重点实验
探究凸透镜成像的规律
命题点:
1. 凸透镜对光线的作用(会聚)
2. 确定焦距(用平行光线垂直照射到凸透镜,在凸
透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的光斑,测出
亮点到凸透镜的距离即为焦距)
3. 让烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度的目的
(让像能成在光屏的中央)
4. 用发光二极管代替蜡烛的原因(目的是让所成的
像稳定并容易对比大小)
5. 蜡烛变短时的调整(当蜡烛燃烧变短,透镜应向
下调节,使蜡烛和透镜在同一个高度)
6. 光屏上找不到像的原因
7. 用纸遮住凸透镜一部分,光屏上成像情况(能成
完整的像,但像会变暗些)
8. 在凸透镜和物体之间加透镜时像的变化及原理的
应用(加凹透镜:像距变大、像变大;加凸透镜:
像距变小、像变小
9. 凸透镜成像规律及其应用
10. 光路可逆性(将蜡烛和光屏位置对调,仍能在光
屏上接收到清晰的像)
11. 实验结论总结(当物距大于2倍焦距时,成倒立、
缩小的实像;当物距等于2倍焦距时,成倒立、等
大的实像;当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时,
成倒立、放大的实像;当物距等于1倍焦距时,不
成像;当物距小于1倍焦距时,成正立、放大的虚
像.成实像时,物距增大,像距减小,像变小;成
虚像时,物距增大,像距增大,像变大)
例 在“探究凸透镜成像规律”的实验中
例题图
(1)实验前应知道凸透镜的______.由图甲可知,凸
透镜对光线具有_____作用.
焦距
会聚
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放置在光具座上.点
燃蜡烛后,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得
到像,请你写出一个可能的原因:______________
_____________________________________________
___________________________________________.
(3)调整后,把蜡烛放在距凸透镜18 cm处后,如图
乙所示,在凸透镜的另一侧光屏上会得到一个倒立、
______的实像,利用这一成像规律工作的光学仪器
有:________________.
烛焰、凸透镜、
光屏三者的中心不在同一高度(或蜡烛放在凸透镜的
焦点上;或蜡烛到凸透镜的距离小于一倍焦距)
放大
投影仪(或幻灯机)
(4)如果让蜡烛在图乙的基础上远离透镜,仍要在光
屏上得到清晰的像,光屏应向_____(选填“靠近”
或“远离”)透镜的方向移动.
靠近
【解析】(1)为了探究凸透镜成像的规律,实验前应
知道凸透镜的焦距;由图可知,凸透镜将平行于主
光轴的光线会聚到一点,可见凸透镜对光线具有会
聚作用.(2)无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,
可能是蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一
高度,像无法成在光屏上;也可能是蜡烛放在凸透
镜的焦点上,此时不成像;还可能是蜡烛到凸透镜
的距离小于一倍焦距,此时成的是虚像,无法用光
屏承接.
(3)根据图甲可得凸透镜的焦距为11.0 cm,把蜡烛放
在距凸透镜18 cm处时,即2f>u>f时,凸透镜成倒
立、放大的实像,投影仪(或幻灯机)就是利用此原
理制成的.(3)将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,物距
增大,像距要减小,所以光屏应靠近凸透镜,才能
在光屏上得到清晰的像.
补 充 设 问
(1)实验过程中蜡烛由于燃烧而变短,则光屏上烛
焰的像向____(选填“上”或“下”)移动.
(2)若将一个不透明的小圆纸片贴在凸透镜的中央,
则在另一侧的光屏上还能得到完整的像吗?
____(选填“能”或“不能”).
(3)为了让所成的像稳定并容易对比大小,可采用
的方法是_____________________.
上
能
用发光二极管代替蜡烛
补 充 设 问
(4)透镜位置不变,将蜡烛移至标尺上25 cm处,
此时应站在_____(选填“蜡烛”或“光屏”)一
侧,观察蜡烛的像.
光屏