45科学探究：凸透镜成像

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1、4.5科学探究：凸透镜成像1・透镜及其分类透镜及透镜相关概念:15^说明适境星利用光的折射来工作的光学元件‘它星曰适明吻质如玻琢塑料.水昂等）制成的r表面昱球面的一部分。如下圏甲所莎r口间厚.边漆薄的适為叫凸适為；如下图乙所示r边漆厚.中问薄的适為叫凹适為f厚簿的形状可分为两类:凸彝印凹命三7E三逋过逶逋两个球面球的直戋叫主光轴‘如下图所示•・if■4X4I‘••ii7E心主光轴上有个持殊的点r通过左的光线传搔方向不改变r这个点叫做适镜的光心r如上用字母°cr表示"可以认为拆競的碗就□心八Q*隹占2•凸透镜对光的作用会聚作用："靠拢"

2、主光轴凸辭能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点r这一点叫凸适境的焦点r如下圏甲所示。凹辭能使跟主光轴平行的光线通过凹鎂百变得发散r且这些发敢光线的反向延长线相交在主光轴上一点r这一点K是实飯光线的会聚点r所以叫凹适境的皮焦・・如下图N所示凸适遼两«0!各有一隹占冃字母11F焦点到凸•适慈4的距斋叫焦距r如上囹甲凸适遼两恻焦距柜等•用字母nf,T表示①让一束跟主光5由平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束（如图甲所示），即凸透镜对光有会聚作用。屮②会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了

3、一些或发散程度减小了一些,如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用,对发散光束也有会聚作用（原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于T咅焦距以内；原来发散的光线经过凸透镜后会聚在T咅焦距之外）。〃会聚作用"并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。三条特殊的光线:①平行主光5由的光线经透镜折射后通过另一侧的焦点②过光心的光线经透镜折射后方向不变③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凸透镜对光线的作用：凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图光束：①平行光束:平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成

4、，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束（如图所示）:②会聚光束:会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成（如图所示）。③发散光束:发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束（如图所示）。平行光束会聚光束发散光束3•凹透镜对光的作用发散作用：'远离”主光轴①发散作用让一束跟主光轴平行的光射向凹透镜，观察到折射光线为发散光束（如图乙所示），即凹透镜对光有发散作用。①发散作用是指凹透镜对光线的作用。通过凹透镜的折射光线相对入射光

5、线而言，是发散了一些或会聚程度减小了一些，如图乙。凹透镜不仅对平行光束、发散光束有发散作用,对会聚光束也有发散作用（射向凹透镜另一侧一倍焦距以内的会聚光线,经凹透镜折射后依然会会聚,不过相对于入射光线变发散了一些;射向凹透镜另一侧T咅焦距以外的会聚光线经凹透镜折射后变成发散光线）,〃发散作用"并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。三条特殊的光线①平行于主光轴的光线经透镜折射后反向延长线过焦点②过光心的光线经透镜折射后方向不变②延长线过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凹透镜对光线的作用原理凹透镜对光线的作用原理可以用棱镜对光线的

6、偏折作用来说明，如图：根据透镜三条特殊光线作图光路圏折肘越凸逶競平-••i<■■刽?丁焦点经过焦点的或从焦点发出的光线•■•1•平・'■•••TvF传丽向不变•■F•折射光线的反向延长线经过入射恻虎延长翳过凹遥毙池■•■(••■■_.平•寸>91传搔方向不变4•光学黑箱子题的解法如下图：每个方框中放着一个光学元件，请在方框内填入合适的〃镜〃。ARC分析(1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射，以此为依据判断用面镜还是透镜，上述十一个图中”有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射，应填面镜；其余图中光线均发生折射,光透过了

7、镜,应填透镜。(2)确走了使用面镜还是透镜后,再观察所用镜对光线起何种作用:发散、会聚、镜面反射。(3)具体分析：E图，光平行射人，又平行射出，在镜上发生了镜面反射，故E图应填平面镜；F图，面镜使平行光线会聚于焦点，应填凹面镜；G图，面镜使平行光线变得发散，应填凸面镜；H图，面镜使发散的入射光线不再发散，而变成平行光线，对光线有会聚作用，与F图构成光路可逆,也应填凹面镜。其余七图都应填透镜，透镜分两种：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。凸透镜能使平行光线会聚于焦点,故A图应填凸透镜;凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散，

8、故B图应填凹透镜；c图与B图看起来差不多，实际截然相反,c图入射光线单箭头在上，双箭头在下，而折射光线却变成双箭头在上,单箭头在下,表明它们是交叉(会聚)以后才发散的，只不过会聚部分未画岀来，只看到发散部分，此题极容易错