八年级物理透镜及其应用.doc

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透镜及其应用知识总结
【重点难点提示】
1．知识结构

2．知识要点
(1)中间厚两边薄的透镜是凸透镜
(2)中间薄两边厚的透镜是凹透镜
(3)主光轴：通过透镜两个折射球面的球心(或者通过一个球面的球心并与另一球面相垂直)的直线，叫透镜的主光轴(或主轴)．如图3—1所示．
(4)光心：光线通过主光轴上某一特殊点而不改变方向，这个点叫透镜的光心．如图3—1所示．在透镜中心处．

(5)凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用．
(6)平行于主光轴的光线，通过透镜折射后会聚于主光轴上的点叫焦点．
(7)焦点到光心的距离叫焦距．
(8)透镜的应用：照相机、投影仪、放大镜．
(9)实际光线会聚而形成的像是实像；光线的反向延长线会聚成的像是虚像．实像能够呈在光屏上，虚像不能成在光屏上．
(10)眼球的基本结构．
(11)近视眼及其矫正；远视眼及其矫正．
(12)透镜焦度(φ)；透镜焦距的倒数叫做透镜的焦度． 即
(13)显微镜和望远镜的基本结构．
3．考点
(1)透镜的基本性质．
(2)凸透镜的成像规律．
(3)凸透成像规律的应用：眼睛和眼镜、显微镜和望远镜．

【难题巧解点拨】
[例1]图3—2中正确表示了光通过透镜的是( )
A．甲图 B． 乙图 C．丙图 D．丁图

思路分析
根据凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，对比观察入射前和出射后光的变化情况．光通过甲图中的凸透镜变得比原来会聚了，光通过乙图中的凹透镜变得比原来会聚了，光通过丙图中的凸透镜变得比原来发散了，光通过丁图中的凹透镜变得比原来会聚了．透镜对光的(明确会聚和发散的区别)“会聚”作用和“发散”作用并非只是针对平行于主轴的平行光而言，“会聚作用”应该理解为出射光比入射光会聚了一些；“发散作用”应该理解为出射光比入射光发散了一些，图3-3所示．

答：A
[例2]下列说法正确的是( )
A．凡是透镜一定有两个焦点
B．凹透镜没有焦点
C．任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转
D．以上说法都不正确
思路分析
一般的透镜若有两个球面，就意味着有两个焦点；但少数透镜只有一个球面，这就意味着这种透镜只有一个焦点．对于凸透镜应有两个实焦点(或一个实焦点)，对于凹透镜应有两个虚焦点(或一个虚焦点)．而且入射光线如果指向凸透镜或凹透镜，且通过光心，则不会发生折射现象，而是沿直线传播． 因此选D正确． (注意凸透镜和凹透镜的焦点的性质)
答：D
[例3]怎样利用太阳光测未知凸透镜的焦距呢?
答：由于太阳离地球很远．所以射到地球表面的太阳光小范围内可以近似看成是平行光，根据焦点的定义，平行光通过凸透镜后会聚到焦点上．具体做法是在透镜下放一与镜平行的光屏，让透镜对准太阳光，前后移动透镜会在屏上看到一个光斑，测量光斑最小最亮时透镜边缘到屏面的距离，这个距离大约等于凸透镜的焦距．
(此方法只能粗测焦距)
[例4]根据图3—4(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件．

思路分析 (注意这五种镜子的区别)
我们知道的光学元件一般有平面镜、凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜五种，其中平面镜对光的作用是能够改变光的传播方向；凸透镜和凹面镜对光有会聚作用；凹透镜和凸面镜对光有发散作用．将各图中的出射光与入射光进行比较：甲图中，入射光是会聚光，出射光变为平行光而不是反射光；乙图中平行光入射，出射光是发散光，而不是反射光，注意到两条入射光线出射时上下位置颠倒了，只有平行光通过凸透镜且出射光过焦点后位置才会发生颠倒；丙图中，出射光与入射光都是平行光，只是光的传播方向发生了变化．
答：如图3-4(b)

[例5]完成图3-5中的光路图

思路分析
图中所给的四个透镜，(a)、(b)是凸透镜．(c)、(d)为凹透镜，并且(a)、(c)给出入射光线，要求画出折射光线．而(b)、(d)则给出折射光线，要求画出入射光线．根据光心、焦点的定义方法就能画出这些特殊光线．
在画图中要注意光的传播方向． (利用基本概念完成作图)
答：如图3—6所示．

[例6]利用两面凸透镜把二束平行光变成另二束平行光，同时使“上、下”的光线更换位置． (用画图的方法完成这个题目．)

思路分析
平行放置这两个透镜和，同时使的右侧焦点与的左侧焦点重合．按透镜的焦点性质就可以画出此图．
答：如图3-7所示． (通过透镜性质明确作图方法)

[例7]试说明凸透镜能成实像的条件?
思路分析
根据凸透镜的成像规律，物体位于凸透镜一侧的1倍焦距到2倍焦距之间时在透镜另一侧成放大、倒立的实像；物体位于凸透镜一侧的2倍焦距以外时在透镜另一侧成缩小、倒立的实像．本题只是说明成实像的条件，并不考虑成的是放大像或是缩小像，因此只抓住“成实像”． (注意大、小实像的条件)
答：物体在凸透镜一侧1倍焦距以外．
[例8]人用眼睛______________看到凸透镜中成的虚像；人用眼睛__________看到凸透镜中成的实像．
思路分析 (在人眼视网膜所成的像是实像)
人能看到像是因为有光线进入人眼．凸透镜成虚像时，物体发出的光线经凸透镜折射后进入人眼，这些光的反向延长线相交而成虚像，所以虚像人眼是能看到的；物体发出的光线经凸透镜折射后，会聚成实像，实像所发出的光进入人眼就能使人看到它，因此人眼当然能够看到实像．
答：能 能 (注意“虚像”和“实像”人眼都能看到)
[例9]一个“上”字形的霓虹灯，通过凸透镜成像在光屏上，图3—8中四个像正确的是( )

思路分析
一般来说，凸透镜所成的实像总是倒立的，并且是上下颠倒，在实际问题中，由于凸透镜是一个圆形的，光除了能被透镜上、下偏折，同样也能使光在左、右偏折，即光通过凸透镜后总是向中心，玻璃厚的部分偏折，因此凸透镜所成的像不仅上、下颠倒，左、右也要颠倒，所以只有D图符合要求． (从一个平面分析成像情况)
答：D
[例10]一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像．若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则( )
A．在光屏上仍可呈现缩小的像
B．隔着透镜可看到蜡烛的像
C．在光屏上呈现放大的像
D．在光屏上呈现与蜡烛等大的像

思路分析 (根据光路可逆性进行分析)
根据教材中的探究问题(实验)，就应该知道，当物体在光屏上成缩小的实像时，此时物距大于二倍焦距，则所成的像应在一倍焦距和二倍焦距之间．若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距．根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像，因此选C正确．
答：C
[例11]物体放在距凸透镜前30cm的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是( )
A．7．5cm B．20cm C．30cm D．40cm
思路分析
物体通过透镜成放大倒立实像的条件是物体在透镜的焦点到2倍焦距之间，因此f<30cm<2f，由此可以算出30cm>f>15cm，在答案中找出满足条件的选项． (这点是分析本题的关键)
答：B
[例12]物体距凸透镜20cm时，可在光屏上得到一个缩小的实像，若把物体向透镜方向移8cm，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是( )
A．20cm B．10cm C．9cm D．5cm
思路分析 可用u表示物距，v表示像距，f表示焦距
根据题意，当u=20cm时，物体通过凸透镜在光屏上成倒立、缩小的实像．即物距必须满足u>2f，也就是f<10cm．错解A.当焦距为10cm时，物体在20cm处成等大实像，不符合题意．而当焦距为5cm，根据题意，物体又向透镜移动8cm，不可能成放大实像．因此只有焦距为9cm时，才刚好同时满足题意中的两个条件．因此选C正确．
答：C (注意：物体移动时的分析方法)
[例13]简述照相机是怎样进行工作的?
思路分析与答
照像机的标准镜头焦距大约50—75mm，而镜头伸缩的范围很小，在1cm左右，就是说，像距很短．因此，被摄物体一般都在距离镜头很远的地方，最近也在1m左右．这一距离也远远大于二倍焦距．当物体在很远很远的地方时(一般大于20m时)，我们就称物距为无穷远，照像机的距离环上有“”的符号，就表示无穷远．这时，镜头距底片最近，等于镜头的焦距．
有些同学很喜欢摄影，也经常进行摄影实践活动．通常把调距离叫调焦距，也称调焦．这里有个误会，实际上，不是在调焦距，而是在调整像距．因为照像机的镜头焦距是固定的不能调(除变焦镜头以外)．
当用照像机给一个同学照像时，人距镜头越近，照出像片中人越大．但是一定要调整镜头加大像距，即向前推出镜头．
(加大像距是使像能够成在底片上)
[例14]简述幻灯机、电影机是怎样工作的?
思路分析与答
幻灯机和电影机的原理一样，都是利用凸透镜成放大实像的原理．
幻灯片、电影片与镜头的距离是物距，镜头到银幕的距离是像距．银幕距离镜头越远银幕上的图像越大，即像距越大，像越大．与此同时，应该使物距减小，即把镜头向幻灯片、电影片方向移动． (明确凸透镜和平面镜的综合应用)
现在不少学校的教室里都配备有投影书写仪，又叫投影器，它和我们课本上介绍的幻灯机原理相同，只不过是在光路上增加了一个平面镜，改变了光路，使投影幻灯片平放在书写台面上而成一个直立的像．
[例15]简述怎样合理应用放大镜．
思路分析与答
使用放大镜观察物体时，物体应放在凸透镜的焦点以内，由于放大镜利用了凸透镜成虚像的原理，因此，人们看到的是正立的像．
实际上，使用放大镜观察物体时，物体离放大镜越远(但保证u<f)看到的像越大，像也越远． (物距变大，像距也变大)
[例16]有一张照片，发现其景物模糊不清，而且整个画面偏黑，其形成的原因是在拍照时，没有调节好( )
A．调焦环 B．快门 C．光圈 D．以上说法都正确
思路分析
根据上述照相机的工作情况知道，用照相机拍照时，景物若模糊不清，说明像距没有调好．因此应该使用调焦环．同时整个画面偏黑，说明曝光过度，应调整快门时间和光圈的大小．因此本题应选D正确．
答：D (注意：光圈、快门和调焦环的区别)
[例17]下面说法正确的是( )
A．近视眼应用凸透镜矫正
B．近视眼应用凹透镜矫正
C．远视眼产生的原因是晶状体太厚
D．远视眼产生的原因与近视眼产生的原因一样，是玻璃体变混浊
思路分析
人眼中相当于凸透镜的主要结构有晶状体和角膜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像通过其他组织就可以使人看见物体了．近视眼产生的原因是晶状体太厚，折光能力太强．使光会聚在视网膜前．所以在眼睛前要放一个凹透镜进行矫正． 因此B正确．
答：B (会根据人眼结构进行物理现象的分析)
[例18]关于人眼所“见”，下列说法正确的是( )
A．透过窗户玻璃看到的像都是实像
B．通过近视眼镜看到的可能是虚像
C．通过近视眼镜看到的一定是虚像
D．人眼通过透明介质看到的像一定是实物的虚像
思路分析
根据光的折射规律，窗户玻璃对光线有折射作用，能使其形成的虚像平移．近视眼镜是用凹透镜制成的，它是发散透镜，通过图3—9可以说明总是成正立、缩小的虚像．而人的眼睛中的晶状体相当于凸透镜，它能使折射光线落在视网膜上形成实像．

答：C
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