初二物理光学同步讲义5

透镜

一．透镜

我们将光线能否经过将镜子分为反射镜（如平面镜、凸面镜、凹面镜）与透镜，光线经过透镜发生了折射，使传播方向发生偏折产生一系列的光学现象，我们将透镜分为凸透镜与凹透镜。

二．凸透镜与凹透镜的分类及关于透镜的基本概念

1.基本定义：

凸透镜：中间厚两边薄的透镜称为凸透镜

凹透镜：中间薄两边厚的透镜称为凹透镜

2.辨别方法：1.看一看，直接依照定义即可

2.摸一摸，是一种方法，但千万不要使用

3.照一照，能形成小光斑的是凸透镜，不能的是凹透镜

3.主光轴、光心的概念

主光轴：我们看上面两幅图，无论是凸透镜还是凹透镜，其镜面都是由两个球面的一部分所组成，我们将通过这两个球面球心的直线定义为主光轴。

光心：透镜的中心，经过光心的光线传播方向不会发生改变。

4.凸透镜、凹透镜对光线的作用

光线由空气进入透镜会发生折射现象，但具体怎样折射我们还不是很清楚，而我们对光线进入三棱镜后发生的折射现象还是比较清楚的，两者之间有没有联系呢，我们通过下面的一组图来帮助理解

通过上面这组图片以及实验探究，我们发现：1.凸透镜对光线具有会聚作用2.凹透镜对光线具有发散作用。

5.焦点与焦距

特殊的，对于与透镜主光轴平行的光线来讲，经过凸透镜后，光线会聚在主光轴同一点，我们把这样的一个点称为焦点，用符号F表示，把焦点与光心的距离称为焦距，用符号f表示。由于透镜两边左右对称，所以在另外一侧同样也有一个焦点，两个焦点到光心的距离相等，类似的，平行于凹透镜主光轴的光线经过透镜后会发散，而发散光线的反向延长线同样也有一个交点，我们称为凹透镜的焦点，与凸透镜一样，焦点也有两个，左右对称焦距相同。对于凸透镜来讲，焦距的大小同时也反应了透镜的会聚能力强弱，焦距越大，会聚能力越弱。

6.对会聚与发散作用的正确理解

同学们其实很容易就会想这样一个问题，我们为什么只画出与主光轴平行的光线的光路图，而不画出任意一种情况呢，在中学阶段，我们不需要掌握光线沿其他方向入射时折射光线的精确光路图，但我们需要明确，无论入射光线怎样，凸透镜的会聚作用与凹透镜的发散作用是具有普适性的，但我们千万不要错误的认为，所有经过凸透镜/凹透镜的光线都是会聚/发散的，这种会聚或发散是看折射光线与入射光线相比较，是相对的而非绝对的。比如我们可以利用折射光路的可逆性，从凸透镜焦点发出的光线经过透镜后会变成平行光线，同样，对准凹透镜另一侧焦点会聚的光线经过透镜后也会变成平行光，所以当我们通过光路图来判断透镜类型时，只看折射光线是没有意义的，需要与入射光线进行对比才能得出结论。

凸透镜成像规律

凸透镜成像规律的探究实验

实验目的：探究凸透镜成像的规律。

实验需要测量的物理量：

1.物体到凸透镜的距离：我们称之为物距，用符号u表示；

2.凸透镜的焦距，用符号f表示；

3.像到凸透镜的距离：我们称之为像距，用符号v表示。

实验器材：凸透镜、蜡烛、白色塑料光屏、光具座和火柴。

实验方法与步骤：

（1）将蜡烛放在较远处，使物距u＞2f,例如u=4f…u=3f…。调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。

（2）把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，例如u=1.8f…u=1.2f…。重复以上操作，进行观察和测量。

（3）继续移近蜡烛，使物距u＜f，例如u=0.8f…u=0.3f…。若在屏上不能得到蜡烛的像，则用眼睛透过透镜观察蜡烛的像。并记录像的正倒、大小。

实验中的注意点：

1.凸透镜焦距的测量，让平行光源发出的光线与凸透镜主光轴平行，调节光屏直致光屏上得到一个最小最亮的光斑；

2.将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏放在凸透镜的两侧。使火焰、透镜、光屏的中心在同一高度；

3.虚像：不是实际光线会聚而成，光屏上得不到的像；

实像：由实际光线会聚而成的,能显示在光屏上；

4.怎样找实像：当成实像时，移动光屏，使光屏上得到最清晰的像时，光屏的位置才是像的位置；

5.怎样找虚像：透过凸透镜用眼睛观察物体所成的像；

6.实验时注意分工合作，边实验边记录介绍实验器材（配合实验器材）

物距u

像距v

像的特征

应用

正倒

大小

虚实

位置

变化规律

u2f

u=2f

fu2f

u=f

uf

实验结论：

物距u

像距v

像的特征

应用

正倒

大小

虚实

位置

变化规律

u2f

fv2f

倒立

缩小

实像

异侧

物近像远像变大/物远像近像变小

投影机

u=2f

v=2f

倒立

等大

实像

异侧

fu2f

u2f

倒立

放大

实像

异侧

照相机

u=f

uf

vu

正立

放大

虚像

同侧

物远像远像变大

放大镜

口诀记忆：

1.一倍焦距定虚实，二倍焦距定大小；

2.成实像时，物近像远像变大，成虚像时，物远像远像变大。（其实这条规律可以这样总结：无论成实像还是虚像，物只要靠近焦点像就远离从而像就变大）

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长按







































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