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第五章透镜及其应用第一节透镜一、透镜的分类1、中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。2、通过两个球面球心的直线叫做主光轴，简称主轴；主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不改变，这个点叫做光心。3、镜的分类：二、透镜对光的作用1、凸透镜对光有会聚作用，即光折射后偏向主轴；因此，凸透镜也叫会聚透镜。2、凹透镜对光有发散作用，即光折射后偏离主轴；因此，凹透镜也叫发散透镜。三、焦点和焦距1、凸透镜能使跟主轴平行的光线折射后会聚于主轴上的某一点，这个点叫做焦点，用字母“F”表示；2、焦点到光心的距离叫做焦距，用字母“f”表示；焦距越短，会聚作用越强。3、凸透镜的两侧各有一个焦点，它们到光心的距离相等。4、凹透镜的焦点是平行于主轴的光线折射后的折射光线的反向延长线交于主轴上的点，没有实际光线交于这点，故为虚焦点。四、三种特殊光线1、过光心的光线，经透镜折射后，其传播方向不改变；2、平行于主轴的光线，经凸透镜折射后将会聚于异侧焦点，（利用这一点可测凸透镜的焦距）经凹透镜折射后将变得发散，其折射光线的反向延长线过同侧焦点；3、对凸透镜来说，从焦点发出的光经凸透镜折射后将平行主轴射出；对凹透镜来说，延长线过焦点的光经凹透镜折射后将平行主轴射出。第二节生活中的透镜一、照相机1、镜头的作用就相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）的光经镜头折射后会聚在胶片上，形成被照物体的像。2、照相机工作原理：当物距（物体到光心的距离，用“U”表示）大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像（实际光线会聚而成的像）。二、投影仪1、镜头的作用就也相当于一个凸透镜。来自投影片（物体）的光，经凸透镜折射后会聚于天花板上，形成图案的像。2、投影仪的工作原理：当物距小于2倍焦距大于焦距时，成倒立、放大的实像。三、放大镜1、实质：放大镜实质上是一个焦距较短的凸透镜。2、使用方法：把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，就可以看清物体的细微之处，起到放大图像的作用。3、放大镜的工作原理：当物距小于焦距时，成正立、放大的虚像（实际光线的反向延长线相交而成的像）。第三节凸透镜成像的规律一、“探究凸透镜成像的规律”实验的注意事项1、像距是指像到光心的距离，用“V”表示；2、在光具座上，凸透镜应置于蜡烛和光屏之间；应使烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度，以使像呈现在光屏的中央。二、凸透镜成像规律物距像距像的性质应用U2f2fVf倒立缩小实像照相机U=2fV=2f倒立等大实像2fUfV2f倒立放大实像投影仪U=f不成像，得到平行光平行光源Uf正立放大虚像放大镜（1）焦点是实像与虚像的分界点；（2）二倍焦距点是放大与缩小的分界点；（3）凸透镜所成的实像一定是倒立的,所成的虚像一定是正立的；（4）凸透镜成实像时，像和物一定在透镜的异侧;成虚像时,像和物一定在透镜的同侧,且像是被放大的。三、小孔成像、平面镜成像和凸透镜成像的比较光学元件成像原理像的性质小孔光的直线传播倒立实像平面镜光的反射正立等大的虚像凸透镜光的折射物距不同，所成像的性质就不同四、平面镜与凸透镜成虚像的比较光学元件成虚像的条件虚像的特点平面镜物在镜前正立等大的虚像凸透镜物距小于焦距正立放大的虚像第四节眼睛和眼镜一、眼睛1、眼睛的基本结构：眼球好象一架照相机。眼球由角膜、睫状体、晶状体、瞳孔、虹膜、玻璃体、视网膜等构成。2、看到物体的过程：晶状体和角膜的共同作用相当于一个可以改变焦距的凸透镜,它把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像,视网膜上的视神经细胞受到光的刺激,把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体。3、当睫状体放松时，晶状体变薄，焦距变长，就可以看清远处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最远点叫做眼睛的远点，正常眼睛的远点在无限远；当睫状体收缩时，晶状体变厚，焦距变短，就可以看清近处的物体，依靠眼睛调节能够看清的最近点叫做眼睛的近点，正常眼睛的近点在大约10cm处。4、正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离大约是25cm，这个距离叫做明视距离。二、近视眼及其矫正1、特点：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。2、原因：产生近视眼的原因是晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,因此来自远处的某点的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凹透镜。三、远视眼及其矫正1、特点：只能看清远处的物体，看不清近处的物体。2、原因：产生远视眼的原因是晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此来自近处某点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了,在视网膜上形成一个模糊的光斑。3、矫正方法：在眼睛前面放一个合适的凸透镜。四、眼镜的度数1、透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越强。2、透镜焦距的倒数叫做焦度，用“Ф”表示，Ф=1/f。3、焦度乘以100的值，即为眼镜片的度数。凸透镜（远视眼镜片）的度数为正数，凹透镜（近视眼镜片）的度数为负数。第五节显微镜和望远镜一、视角1、物体对于人眼光心所形成的张角叫做视角。2、物体到观察者眼睛的距离一定时，物体越大，所形成的视角越大；同一物体，离眼睛越近，所形成的视角越大。3、物体所形成的视角的大小决定在视网膜上所成的像的大小，视角越大，所成的像越大，看得越清楚。二、显微镜1、组成：显微镜镜筒的两端各有一组透镜，各相当于一个凸透镜。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。物镜焦距较短，目镜焦距较长。2、显微镜的成像原理：来自被观察物体的光经过物镜后成一个倒立放大的实像,道理就像投影仪的镜头成像一样;目镜的作用则像一个普通的放大镜,把这个像再放大一次.经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。3、显微镜是通过两次放大被观察物体，增大视角来看清细微的物体。显微镜的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数之积。三、望远镜1、组成：有一种望远镜也是由两组凸透镜组成。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。物镜焦距较长，目镜焦距较短。2、望远镜的成像原理：物镜的作用是使远处的物体在焦点附近成实像,目镜的作用相当于一个放大镜,用来把这个像放大。3、望远镜是通过把被观察物体拉近，增大视角的办法来看清远处被观察的物体。