光的折射 凸透镜成像 经典讲解

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(完整版)凸透镜成像(光路图)

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1、物距(u)大于2倍焦距时规律:物距(u)大于2倍焦距时,像距(v)大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立缩小的实像。

应用:照相机、眼睛、摄像机都是根据这个原理工作的。

2、物距(u)等于2倍焦距时规律:物距(u)等于2倍焦距时,像距(v)等于2倍焦距,成倒立等大的实像。

应用:利用凸透镜成倒立等大的实像,测焦距 f=u/2=v/23、物距(u)大于1倍焦距小于2倍焦距时规律:像距(v)大于2倍焦距,成倒立放大的实像应用:幻灯机、投影仪、电影放映机都是根据这个原理工作的.4、物距(u)等于1倍焦距时5、物距小于1倍焦距时2F F 2F F规律:物距小于1倍焦距时,成正立放大的实虚像。

应用:放大镜,利用放大镜看物体,若想使看到的像更大些,物体靠近焦点位置。

凸透镜成像规律1.物在:二倍焦距以外,成倒立缩小实像;二倍焦距处,成倒立等大实像 ;一倍焦距到二倍焦距,成倒立放大实像;一倍焦距处,不成像;一倍焦距以内,成正立放大虚像;成实像时物和像在凸透镜异侧,成虚像时物和像在凸透镜同侧2.一倍焦距分虚实两倍焦距分大小物近像远像变大物远像近像变小蜡烛,凸透镜,光屏应尽量保持在等高且在同一条直线上。

透镜成像满足透镜成像公式:(只作了解)1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)(异侧时要带上正负号)物体靠近凸透镜过程中[2F外→F),像距越来越远,像越来越大,最后靠到一倍焦距以内成虚像。

物体远离凸透镜过程中(O→2F外],像距越来越小,像越来越大。

凹透镜成像规律当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在透镜的同侧;当物体为虚物,很复杂,故在此不介绍.凹透镜与凸透镜的区别一.对光线的作用凸透镜主要对光线起会聚作用凹透镜主要对光线起发散作用三。

成像性质凸透镜是折射成像,成的像可以是正、倒;虚、实;放、缩,起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像,起散光作用凸透镜是折射成像面镜是反射成像。

光学凸透镜与凹透镜的成像问题

光学凸透镜与凹透镜的成像问题

光学凸透镜与凹透镜的成像问题光学凸透镜和凹透镜是光学仪器中常见的两种光学元件,它们分别具有不同的成像特性。

凸透镜呈现出将光线聚焦的性质,而凹透镜则呈现出将光线发散的性质。

本文将从成像原理、光线追迹法、光学公式、虚实像位置等方面,详细阐述光学凸透镜和凹透镜的成像问题。

一、凸透镜的成像问题凸透镜是一种中央厚度薄边缘薄的透镜,常用于矫正近视眼和放大物体。

当光线通过凸透镜时,其传播路径会发生偏折,经过透镜后会聚焦于一点,形成实像或虚像。

1. 成像原理当一束平行光线照射到凸透镜上时,经过折射后会汇聚于凸透镜的焦点处,形成实像。

实像的位置取决于物距、透镜焦距和透镜的位置。

根据成像原理,当物距大于二倍焦距时,凸透镜会形成倒置的实像;当物距等于二倍焦距时,凸透镜会形成实像;当物距小于二倍焦距时,凸透镜会形成放大的虚像。

2. 光线追迹法光线追迹法是一种实际计算凸透镜成像的方法。

通过绘制光线的轨迹,可以得到凸透镜的光学性质和成像效果。

在绘制光线追迹图时,一般选取入射光线与透镜的光轴平行或经过透镜中心,然后利用折射定律计算出折射光线的路径,最后根据所得到的光线轨迹确定出实像或虚像的位置。

3. 光学公式根据凸透镜成像公式,可以计算出实像的位置和放大率。

成像公式如下:1/f = 1/v - 1/u其中,f为凸透镜的焦距,v为像距,u为物距。

由成像公式可以看出,当物距增大时,像距变小,实像位置向透镜的对称轴靠近;当物距减小时,像距增大,实像位置远离透镜的对称轴。

根据成像公式还可以推导出放大率的计算公式。

放大率等于像高与物高的比值,通过这一公式可以计算出凸透镜放大或缩小物体的程度。

4. 虚实像位置实像的位置取决于物距和透镜焦距的关系。

当物距大于二倍焦距时,实像呈现倒立放大的特点;当物距等于二倍焦距时,实像呈现倒立和实际大小一致的特点;当物距小于二倍焦距时,凸透镜将无法形成实像,产生的是放大的虚像。

二、凹透镜的成像问题凹透镜是一种中央薄边缘厚的透镜,常用于眼镜和放大镜中。

(完整版)凸透镜成像(光路图)

(完整版)凸透镜成像(光路图)

1、物距(u)大于2倍焦距时规律:物距(u)大于2倍焦距时,像距(v)大于1倍焦距小于2倍焦距,成倒立缩小的实像。

应用:照相机、眼睛、摄像机都是根据这个原理工作的。

2、物距(u)等于2倍焦距时规律:物距(u)等于2倍焦距时,像距(v)等于2倍焦距,成倒立等大的实像。

应用:利用凸透镜成倒立等大的实像,测焦距f=u/2=v/23、物距(u)大于1倍焦距小于2倍焦距时规律:像距(v)大于2倍焦距,成倒立放大的实像应用:幻灯机、投影仪、电影放映机都是根据这个原理工作的。

5、物距小于1倍焦距时规律:物距小于1倍焦距时,成正立放大的实虚像。

应用:放大镜,利用放大镜看物体,若想使看到的像更大些,物体靠近焦点位置。

凸透镜成像规律1.物在:二倍焦距以外,成倒立缩小实像;二倍焦距处,成倒立等大实像 ;一倍焦距到二倍焦距,成倒立放大实像;一倍焦距处,不成像;一倍焦距以内,成正立放大虚像;成实像时物和像在凸透镜异侧,成虚像时物和像在凸透镜同侧蜡烛,凸透镜,光屏应尽量保持在等高且在同一条直线上。

透镜成像满足透镜成像公式:(只作了解)1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)(异侧时要带上正负号)物体靠近凸透镜过程中[2F外→F),像距越来越远,像越来越大,最后靠到一倍焦距以内成虚像。

物体远离凸透镜过程中(O→2F外],像距越来越小,像越来越大。

凹透镜成像规律当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在透镜的同侧;当物体为虚物,很复杂,故在此不介绍。

凹透镜与凸透镜的区别一.对光线的作用凸透镜主要对光线起会聚作用凹透镜主要对光线起发散作用三.成像性质凸透镜是折射成像,成的像可以是正、倒;虚、实;放、缩,起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像,起散光作用凸透镜是折射成像面镜是反射成像。

凸透镜成像光路图

凸透镜成像光路图

物距(u)
指物体到凸透镜中心的距离。物距 的变化会影响成像的方式和位置。
像距(v)
指成像点到凸透镜中心的距离。像 距与物距和焦距之间有一定的关系, 决定了成像的放大倍数和虚实情况。
02 凸透镜成像规律
放大成像条件
01
02
03
04
物体位于凸透镜的一倍焦距以 内。
在凸透镜的另一侧形成放大的 虚像。
像距大于物距,像比物大,像 是正立的。
当物体从凸透镜的焦点向透镜移动 时(物距始终在1倍焦距以内),像
逐渐变大,像距逐渐变大。
缩小成像条件
物体位于凸透镜的二倍焦距以外。 像距小于物距,像比物小,像是倒立的。
在凸透镜的另一侧形成缩小的实像。
当物体从二倍焦距处向凸透镜移动时(物距始终在2倍 焦距以外),像逐渐变大,像距逐渐变大。
等大成像条件
放置凸透镜
调整光源
寻找像的位置
测量数据
注意事项
将凸透镜放置在光具座 上,调整其位置使光源 、凸透镜和光屏在同一 高度。
打开光源,调整其位置 和方向,使光线平行于 光具座且能够照射到凸 透镜上。
移动光屏,直到在光屏 上观察到清晰的像为止 。注意调整观察角度以 获得最佳观察效果。
使用测量工具测量物距 、像距和焦距等参数, 并记录实验数据。
提高解题能力建议
熟练掌握凸透镜成像的规 律和相关知识点。
多做练习题,加强对知识 点的掌握和应用能力。
理解凸透镜成像的原理和 光路图。
注意审题和分析问题,明 确题目要求和已知条件。
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光线传播原理
光线在同种均匀介质中沿直线传播, 当光线遇到不同介质分界面时,会发 生反射和折射现象。

凸透镜成像光路图

凸透镜成像光路图

凸透镜成像光路图1. 引言光学成像是研究光线在透镜中的传播和折射规律的重要课题。

凸透镜作为一种常见的光学元件,被广泛应用于照相机、望远镜、显微镜等光学仪器中。

本文将介绍凸透镜成像的光路图以及相关的物理原理。

2. 凸透镜的形状和特性2.1 凸透镜的形状凸透镜是一种中间较薄、两侧较厚的透明光学元件,其形状可以近似为两个曲面相接而成。

其中,曲面向外的一面称为凸面,曲面向内的一面称为凹面。

2.2 凸透镜的特性凸透镜具有以下特性:•会使通过它的光线发生折射;•能够集中光线,使光线在透镜后聚焦成一点;•根据物距和像距的关系,可以分为凸透镜成像实像和虚像两种情况。

3. 凸透镜的光线传播和折射规律光线传播和折射是凸透镜成像的基础。

根据折射定律,光线在经过凸透镜时会发生折射,具体的光线传播和折射规律如下:1.来自远处的平行光经过凸透镜后,会汇聚到焦点上。

2.来自无限远处的点光源,经过凸透镜后,会成为透镜的中心光轴上的一个实像。

3.来自透镜一侧的任意点光源,经过凸透镜后,会成为透镜的中心光轴上的一个虚像。

根据以上的规律,我们可以绘制凸透镜成像的光路图。

4. 凸透镜成像光路图凸透镜成像光路图如上图所示,是一个凸透镜成像的光路图。

其中的重要参数包括:•物距(u):物体与透镜之间的距离,正值表示物体在透镜的一侧,负值表示物体在透镜的另一侧;•像距(v):像与透镜之间的距离,正值表示像在透镜的一侧(实像),负值表示像在透镜的另一侧(虚像);•焦距(f):凸透镜的焦点到透镜的距离,为正值。

凸透镜成像的光路图由以下步骤构成:1.从物体发出的光线经过透镜后,根据折射规律聚焦到焦点上。

2.从物体上一点发出的光线经过透镜后,根据折射规律会汇聚到像上。

3.根据物距和像距的关系,可以得到以下公式:公式5. 结论通过凸透镜成像光路图的分析,我们可以得出以下结论:•当物距大于焦距时,成像为实像,且位于焦距的反面。

•当物距等于焦距时,成像为无穷远。

106-光的折射原理+透镜成像

106-光的折射原理+透镜成像

光学【03】主要内容:光的折射原理,透镜成像知识点导读1.光的折射定律2.凹凸镜成像原理3.凹凸镜应用知识点分析一、光的折射问题:池水为什么看起来比实际浅?在装着水的杯子里放一根筷子看起来像被折断了呢?定义:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般会发生变化;这种现象叫光的折射现象。

理解:光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处,只是反射光返回原介质中,而折射光则进入到另一种介质中,由于光在在两种不同的物质里传播速度不同,故在两种介质的交界处传播方向发生变化,这就是光的折射。

注意:在两种介质的交界处,既发生折射,同时也发生反射2、光的折射定律:三线同面,法线居中,空气中角大,光路可逆⑴折射光线,入射光线和法线在同一平面内。

⑵折射光线和入射光线分居与法线两侧。

⑶光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角,属于近法线折射。

光从水中或其他介质斜射入空气中时,折射角大于入射角,属于远法线折射。

光从空气垂直射入(或其他介质射出),折射角=入射角= 0 度。

3、应用:从空气看水中的物体,或从水中看空气中的物体看到的是物体的虚像,看到的位置比实际位置高☆池水看起来比实际的浅是因为光从水中斜射向空气中时发生折射,折射角大于入射角。

☆蓝天白云在湖中形成倒影,水中鱼儿在“云中”自由穿行。

这里我们看到的水中的白云是由光的反射而形成的虚像,看到的鱼儿是由是由光的折射而形成的虚像。

二、透镜1、名词透镜:透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类:凸透镜:边缘薄,中央厚凹透镜:边缘厚,中央薄主光轴:通过两个球面球心的直线。

光心:(O)即薄透镜的中心。

性质:通过光心的光线传播方向不改变。

焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。

虚焦点:跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。

凹透镜凸透镜成像原理

凹透镜凸透镜成像原理
凹透镜和凸透镜的成像原理主要基于光线的折射和聚焦。

以下是两者成像原理的详细解释:
1.凸透镜成像原理:
凸透镜是表面凸起的透镜,当光线通过凸透镜时,由于透镜表面的凸起,光线会向中心折射,这使得光线在透镜内部汇聚并形成焦点。

当多个光线汇聚在同一点时,就会形成一个清晰的图像。

因此,凸透镜的成像原理是利用光线的折射和聚焦来形成图像。

具体来说,当物体位于凸透镜的焦点以外时,物体上发出的光线经过凸透镜后会聚在焦点的另一侧,形成倒立的实像。

如果物体恰好在焦点上,那么经过凸透镜后光线将平行射出,无法形成像。

而当物体位于焦点以内时,经过凸透镜的光线虽然无法汇聚成实像,但人眼可以通过透镜看到一个放大的正立虚像。

1.凹透镜成像原理:
凹透镜是表面凹陷的透镜。

与凸透镜不同,光线通过凹透镜后不是被汇聚而是被发散。

当光线通过凹透镜时,由透镜表面的凹陷引起光线向四周发散,使得光线无法汇聚成焦点。

因此,凹透镜主要用于矫正近视或远视等视力问题。

凹透镜的成像原理是利用光线的发散来改变光线的路径。

对于凹透镜来说,当物体为虚物(即物体在透镜的一侧,但发出的光线并不真正穿过透镜),且凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时,会在透镜的另一侧形成与物体同样大小的倒立的虚像。

如果物体距离透镜更远,那么形成的虚像将是倒立且缩小的。

需要注意的是,凹透镜无法形成实像。

总的来说,凸透镜和凹透镜的成像原理主要区别在于光线通过透镜后的行为不同:凸透镜利用光线的折射和聚焦来形成图像,而凹透镜则利用光线的发散来改变光线的路径。

光的像的成因凸透镜与凹透镜的成像规律

光的像的成因凸透镜与凹透镜的成像规律光的像的成因:凸透镜与凹透镜的成像规律光学是研究光的传播和光学器件的学科,其中成像是光学研究的一个重要内容。

而光的像的成因涉及到光线的传播和折射,而凸透镜和凹透镜则是常见的光学器件。

本文将重点探讨凸透镜与凹透镜的成像规律。

首先,我们来了解一下凸透镜的成像规律。

凸透镜是中间薄,边缘厚的透镜,透镜两个曲面都向外凸起。

当平行光线射向凸透镜时,会发生折射现象。

根据凸透镜的成像规律,可得出以下几点:1. 平行光线经过凸透镜后会汇聚到一点,这一点被称为焦点。

凸透镜的焦点一般位于透镜的一侧。

2. 入射光线与透镜的主光轴呈一定的夹角时,会发生折射现象,并汇聚于焦点。

这种情况下,焦点称为实焦点。

3. 如果入射光线与主光轴平行,则折射光线将会汇聚于另一侧透镜的焦点。

这种情况下,焦点称为虚焦点。

根据凸透镜的成像规律,我们可以得出以下结论:1. 物体在凸透镜的一侧,且距离透镜焦距之内时,成像位置是实像。

实像是倒立的,位于焦点和透镜之间。

2. 物体在凸透镜的一侧,且距离透镜焦距之外时,成像位置是虚像。

虚像是正立的,位于焦点和透镜之间。

3. 物体在凸透镜的另一侧,不论距离有多远,成像位置都是虚像。

虚像是正立的,位于透镜的一侧。

接下来,我们来了解一下凹透镜的成像规律。

凹透镜是中间厚,边缘薄的透镜,透镜两个曲面都向内凹陷。

当平行光线射向凹透镜时,同样会发生折射现象。

根据凹透镜的成像规律,可得出以下几点:1. 入射光线与凹透镜的主光轴呈一定的夹角时,会发生折射,并看起来象是从凹透镜后面发出来的,但它的方向与其真实的传播方向相反。

2. 如果入射光线与主光轴平行,则折射光线看起来来自凹透镜的焦点。

根据凹透镜的成像规律,我们可以得出以下结论:1. 凹透镜的成像位置总是虚像。

不论物体在凹透镜的哪一侧,成像位置都是正立的,位于透镜的一侧。

2. 物体在凹透镜的一侧,成像位置是放大的。

当物体离透镜越远,成像越小。

凸透镜成像规律-动画演示


投影仪
凸透镜在投影仪中被用于将图像放大并投射到 屏幕上。
2
凸透镜将平行光线聚焦到焦点处,通过
光线的追踪可以确定成像位置。
3
折射定律
凸透镜通过折射光线来实现成像,符合 折射定律:光线在两侧介质的交界面上 发生折射,并且遵循入射角等于折射角。
薄透镜公式
利用薄透镜公式可以计算成像距离和物 距之间的关系。
凸透镜成像规律的公式
根据薄透镜公式,成像距离和物距之间的关系可由以下公式表示: 1/f = 1/v - 1/u 其中,f代表透镜的焦距,v 为像距,u 为物距。
凸透镜的主焦距是指当物距无限大时,产生的像位于焦点位置。主焦距与像距之间的关系由透镜公式给出。
凸透镜成像规律的应用举例
凸透镜成像规律在实际中有广泛的应用。以下是一些实际例子:
眼镜
凸透镜在眼镜中被用于矫正视力问题。
显微镜
凸透镜在显微镜中被用于放大微观物体。
相机
凸透镜在相机中被用于聚焦光线,实现清晰的 图像捕捉。
凸透镜成像规律-动画演示
欢迎来到我们的演示,我们将通过动画展示凸透镜的成像规律。在本次演示 中,您将了解凸透镜的定义、特点、基本原理以及应用举例。
凸透镜的定义和特点
凸透镜是一种中间厚、中央薄的透镜。它的特点是透镜两侧形状相同,中央 厚度大于边缘,能够使光线发生折射。凸透镜成像 Nhomakorabea基本原理
1
光线追踪
凸透镜物像关系的推导
通过推导成像公式,我们可以了解凸透镜成像的规律。成像公式的推导基于 光线追踪原理和折射定律。
通过动画演示凸透镜的成像过 程
通过动画演示,我们将展示凸透镜是如何将物体的光线聚焦到成像位置的。 请做好准备,让我们开始演示。

凸凹透镜成像规律光路图总结

凸凹透镜成像规律光路图总结凸透镜是一种光学元件,常用于成像和聚焦。

在我们研究光学成像的过程中,凸透镜的光路图是一个重要的工具。

通过分析凸透镜的成像规律和光路图,我们可以更好地理解光的传播和成像过程。

下面,我将从成像规律和光路图两个方面来总结凸透镜的基本原理。

第一部分:凸透镜的成像规律1. 焦距和焦点:凸透镜具有两个焦点,称为主焦点和副焦点。

主焦点是光线平行于主光轴进入的时候,折射后的光线会汇聚到的点;副焦点是光线从副光轴进入的时候,折射后的光线会汇聚到的点。

主焦点和副焦点的位置与凸透镜的曲率半径和折射率有关。

2. 光线的折射:当平行光线入射到凸透镜上时,会发生折射。

折射光线会通过焦点或者副焦点。

如果折射光线通过主焦点,那么出射的光线会是平行的;如果折射光线通过副焦点,那么出射的光线会是平行的。

3. 物距和像距:物距是指物体距离凸透镜的距离,像距是指成像后的像与凸透镜的距离。

根据凸透镜的成像规律,我们可以得到以下公式来计算物距和像距的关系:1/f = 1/v - 1/u式中,f为焦距,v为像距,u为物距。

4. 成像类型:根据成像规律,我们可以得到三种成像类型:实像、虚像和无成像。

当物距大于焦距时,通过凸透镜成像的是实像;当物距小于焦距时,通过凸透镜成像的是虚像;当物距等于焦距时,无法通过凸透镜成像。

第二部分:凸透镜的光路图凸透镜的光路图是一种图形表示方法,通过画出入射光线和折射光线的路径来描述成像过程。

在光路图中,一般使用主光轴和副光轴来表示凸透镜的中心线。

1. 对于平行光的成像:当平行光线入射到凸透镜上时,根据成像规律,我们可以知道:- 入射光线会经过焦点或者副焦点- 出射光线会通过主焦点或者副焦点2. 对于凸透镜的光线传递路径:当物体距离凸透镜较远时,我们可以采用把焦点和物体的光线传递路径绘制到光路图中。

根据光线的传递规律,我们可以得到下面的结论:- 入射光线从物体上的两个点连接到主焦点- 出射光线从主焦点经过凸透镜,然后通过物体上与入射光线对称的两个点3. 对于物体与凸透镜的距离关系:当物体放置在焦点上时,根据光线的传递规律,我们可以得到下面的结论:- 入射光线是平行光线- 出射光线是通过主焦点,然后传递到另一侧通过以上的总结,我们对凸透镜的成像规律和光路图有了更深入的理解。

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光的折射 凸透镜成像 视觉 【知识整合】 考点1、光的折射 1.光的折射规律:光从空气斜射入水或其他透明介质中时,折射光线与入射光线、法线在 同一平面 内,折射光线和人射光线 分居法线两侧,折射角 小于 入射角;光从水或其他介质斜射入空气中时,折射角 大于入射角;光垂直射向介面时,传播方向 不改变,入射角增大时,折射角也随之增大。

【易错点】光从一种物质射向另一种物质时,传播方向一定改变。

正确的应是光垂直射向两种物质的界面时,传播方向不改变,此时折射角和入射角等于0o。 2.在折射时光路也是可逆的.运用光路的可逆性可解答有关折射“逆向问题”. 【注意】(1)发生光的折射时一般同时发生光的反射。(2)无论光从空气斜射入水或其他介质中,或光从水或其他介质斜射入空气中,在空气中的角是大角. 考点2、透镜 1.凸透镜和凹透镜 【比较】 项 目 凸透镜 凹透镜 外 形 中间厚、边缘薄 中间薄、边缘厚 对光线的作用 对光线有会聚作用 对光线有发散作用

焦 点 平行主轴的光线经透镜折射后实际光线会聚的点(实焦点) 平行主轴的光线经透镜折射,折射光线的反向延长线会聚的点(虚焦点)

光路图 2.与透镜有关的几个概念: (1)主光轴OO’—光心O 过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴;在主光轴上(一般在透镜的中心)有一光心,通过光心的光线传播方向不改变。 (2)焦点F—焦距 f 平行主轴的光线经透镜折射后折射光线在主光轴上会聚的点——实焦点,平行主轴的光线经透镜折射后,折射光线的反向延长线在主光轴上会聚的点——虚焦点;焦点到透镜光心的距离叫做焦距。 (3)物距u—像距 v 物体到透镜光心的距离叫物距;像到透镜光心的距离叫像距。 (4)实象—虚象 ①成像的原理不同.物点发出的光线经镜子反射或折射后,实际光线会聚到一点,所成的像叫实像;物点射出的光线,经镜子反射或折射后,光线不能相交,反向延长交于一点,人眼以为光从这点射出的,所成的像叫做虚像。 ②承接的方法不同.虚像能用人眼观看,不能用光屏承接;实像既可以用光屏承接,也可以用人眼直接观看.,在形成实像后的折射光线区域里也可用眼睛观察到.。 2.掌握三条特殊光路,如下图所示

①平行于主光轴的光线折射后通过焦点.对凹透镜来说,是折射光线的反向延长线经过虚焦点. 考点3、透镜成像及应用 1.透镜成像规律. (1)凸透镜成像原理 以烛焰通过凸透镜成像为例,如右图烛焰可看作是由许多发光点组成的,每个发光点射向凸透镜的光线有无数条,这无数条光线经凸透镜折射后,会聚到一点,这一点就是发光点的像点,全部的像点构成了烛焰的像. 【注意】若用纸板档住凸透镜的上半部,下半部的光仍能会聚起来组成物体的完整的像.但会聚的光少了,所得的像亮度将变暗. (2)凸透镜成像规律: 物距u 像 的 特 点 像 距v 应 用 u>2f 倒立 缩小 实像 fu=2f 倒立 等大 实像 v=2f (v=u) 测焦距 f倒立 放大 实像 v>2f (v>u) 投影仪 幻灯机 u=f 平行光 测焦距 u正立 放大 虚象 物像同侧(v>u) 放大镜 一焦分虚实。u=f是成实像与虚像分界点,u>f成实像, u=f不成像,u虚像; 二焦分大小。u=2f是成缩小的像与放大的像分界点,u>2f成缩小的实像, u=2f成等大的实像,f象皆正立。 成实象时,物近像远像变大。成虚象时,物近像近像变小。 (3)凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像 【易淆点】放大的像与像变大 放大的像指所成的像的大小比物体的大小大;像变大指物体到镜子的距离发生变化时,像相对于原来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的,如物距从大于2倍焦距减小到等于2倍焦距的过程中,所成的像是缩小的但像逐渐变大的 2.透镜的应用 (1)放大镜 放大镜是一个短焦距的凸透镜. 把凸透镜靠近要观察的物体,使物距小于1倍焦距,透过透镜便可以观察到一个正立放大的虚像.,所成的虚像和物体在镜的同侧. (2)幻灯机、投影仪的成像与调整 幻灯机就是利用凸透镜能成倒立、放大的实像这个原理制成的。幻灯机的镜头相当于一个凸透镜,幻灯片是物体,银幕相当于光屏,幻灯片到镜头的距离比镜头的焦距稍大.为了使观众看到正立的像,幻灯片要倒插. 【比较】教学用投影仪(如右图)与幻灯机。其主要区别:投影仪用两块大塑料螺旋透镜作聚光器,同时用一块平面镜把像反射到屏幕上. 根据凸透镜成像规律,为了使屏幕上有更大的图像,应增大像距同时减小物距,即幻灯机应离屏幕远些,同时幻灯片离镜头近一些. (3)照相机的成像与调整 照相机就是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像这个原理制成的。照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶卷相当于光屏,一般照相机的焦距在2.8~7.0cm之间.而被拍摄的物体到照相机距离一般都超过照相机的2倍焦距.调节镜头到胶片的距离,胶片上会出现景物清晰的倒立、缩小的实像. 调节方法:摄近景时,物距减小,像距增大,像也增大,即镜头向外伸出一些,离胶片远一些(暗箱应拉长些),像大一点;摄远景时,物距增大,像距变小,像也变小,即镜头往后缩,离胶片近一些,像小一点。照相机上光圈的作用是控制进入照相机的光线多少,快门控制进光时间. (4)显微镜 显微镜是用来观察细微物体或物体细微部分的光学仪器。显微镜一般是由两组透镜组成,每组的作用相当于一个凸透镜。如图,接近物体的一组透镜L1叫物镜,它的焦距很短,接近眼睛的一组透镜L2叫目镜,它的焦距比物镜稍大,两镜间的距离可以调节。显微镜的物镜的作用与幻灯机相同,成放大的实像.显微镜的目镜的作用与放大镜相同,成放大的虚像. (5)近视和远视的矫正 【比较】 项 目 近视 远视

外 形

焦 距 比正常的短,晶状体比较凸出 比正常眼的长,晶状体比较扁平 晶状体折射光线的本领 比正常眼要大些,远处物体的像成在在视网膜前 比正常眼的小些,近处物体的像成在视网膜后面

矫正的方法 用凹透镜制成的眼镜 用凸透镜制成的眼镜 【应用探究】 类型之一、光的折射现象及作图 光的折射规律有关问题,一是以作图题型考查运用光的折射规律解释有关现象,二是将光的反射和光的折射综合在一起考查.

【例1】(2007年·镇江市)画出光线AO经过半圆形玻璃砖折射后的光路图.(O为圆心) 【解题分析】光由AO经过半圆形玻璃砖折射,根据折射规律可知,“斜射”时,总是传播速度大的介质中的“角”较大,传播方向发生改变,再由玻璃射向空气,由于此时光沿半圆形玻璃砖的半径方向传播,传播方向不改变,由此画出图中AO光线半圆形玻璃砖折射后的光路图。 【标准解答】如右图所示。

【变式题】图所示为光从空气斜射入水的光路图,请在图中画出界面和法线的位置。

类型之二、凸透镜成像及应用 透镜对光作用、凸透镜成像规律有关问题,如何矫正近视和远视的内容.照相机、放大镜、投影器、望远镜和显微镜的考查使用而融入了凸透镜成像的物像间的变化规律,运用凸透镜成像的规律进行远近距离调节。 【例2】(2007年·南京市)一凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛放在凸透镜前40cm处,则烛焰通过凸透镜所成的像是( ) A.倒立缩小的实像 B倒立放大的实像 C.倒立等大的实像 D.正立放大的虚像 【解题分析】凸透镜的焦距是10cm,点燃的蜡烛放在凸透镜前40cm处,物距大于2倍焦距,所成的像为倒立缩小实像, 【标准解答】A 【变式题】小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体,可以看到物体的像,下面说法中正确的是:( ) A.射入眼中的光一定是由像发出的 B.像一定是实像 C.像一定是倒立的 D.像一定是放大的虚像

【误解分析】有些同学认为使用放大镜观察物体时,看到的一定是物体的放大的虚像。其实放大镜是一块凸透镜,通常其焦距只有几厘米,而直径较大的放大镜则其焦距较长,一般也不过是二三十厘米而已,若被观察物体是放在靠近放大镜的地方,即物体与放大镜的距离小于其焦距,透镜所成的像是放大的虚像,若观察远处的物体则物距比透镜的焦距大很多,透镜所成的像就是倒立缩小的实像了。

【拓展迁移】某同学做“研究凸透镜成像”的实验,在实验中固定了透镜,无论怎样移动蜡烛和光屏,在光屏上都找不到像,则原因是_____________。找到原因后在光屏上得到了像,如果蜡烛燃烧时间较长,蜡烛变短,则光屏上的像将向_____移动(选填“上”或“下”)。 【例3】(2007年·广东省)如图,小明用一个透镜观看书上的一个英文单词,他看到了两个字母“YS”的放大的像.这个透镜是______透镜,这种透镜对光线有______作用,利用这种透镜可制成的光学仪器有______(只需填写一种).

【解题分析】由于他看到了两个字母“YS”的放大的像,所以这个透镜一定是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,其应用主要有:幻灯机、照相机、放大镜、投影机。 【标准解答】凸 会聚 幻灯机(或照相机、放大镜、投影机) 【变式题】(2005年·泰州市)在练习调节教学投影仪(参见图)的实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面. 这时,教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些. 为此,小明的操作应当是:适当________(填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向______(填“上”或“下”)移动.

【例4】(2007年·湖北省黄冈市)王老师在课堂上,看近处课本时要戴上眼镜,观察远处同学时又摘下眼镜,这样戴上摘下,非常不方便.王老师的眼睛是___________(近视、远视)眼,可以用___________镜来矫正。小军将一种新型眼镜送给了老师,如图所示,镜片A区厚度相同,B区可以矫正视力,现在王老师可以通过________区看书,通过__________区看同学,再不需要频繁戴上摘下眼镜。

【课时作业】 一、选择题 1. (2007年·临沂市)下列对①平面镜成像、②放大镜成像、③小孔成像、④照相机照相的描述中.正确的是( ) A.应用光的反射定律的是①③ B.应用光的折射规律的是②③ C.所成像是实像的有②④ D.所成像是虚像的有①② 测试要点:各种镜子的成像情况 2.(2006年·安徽省课改区)林雨在森林公园游玩时,看到一个丢弃的透明塑料瓶。她想到,如果下雨使得瓶中进了水,就可能会成为森林火灾的元凶。于是她捡起瓶子丢进了垃圾筒。这其中引起火灾的主要原因是( )

B B

A A

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