搜索
初二物理科学探究：；眼睛与视力矫正；。（二）跨越障碍1.透镜：利用光折射原理制成的光学器件。根据透镜的外形，分为凸透镜和凹透镜。凸透镜：中央厚边缘薄的透镜凹透镜：中央薄边缘厚的透镜思考：如果现有两个透镜，一个凸透镜一个凹透镜，你能通过什么方法来将它们区分开？我们可以观察透镜的形状，中央厚边缘薄的就是凸透镜，反之就是凹透镜。透镜的主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线。透镜的光心：透镜的中心。2.凸透镜对光的作用：平行于主光轴的光线经凸透镜折射后，会聚于主光轴上一点，这个点叫做焦点，用F来表示。（凸透镜对光线具有会聚作用，所以也叫做会聚透镜）焦点到光心的距离叫做焦距，用f来表示。凸透镜有两个焦点，左右各有一个。一个透镜只有一个固定的焦距。由折射光路的可逆性可知，由焦点上发出的光线，经凸透镜折射后变成了平行于主光轴的光线。平行光源就是根据这个道理制成的。1、透镜及对光线的作用总结出凸透镜成像的规律：物距u像距v成像性质物像位置应用u→∞v=f缩小为一极小亮点异侧测焦距fu2f2fvf倒立、缩小的实像异侧照相机u=2fv=2f倒立、等大的实像异侧实像大小的分界点2fufv2f倒立、放大的实像异侧投影仪、幻灯机u=fv→∞不成像/成像虚实的分界点uf/正立，放大的虚像同侧放大镜想一想，当u=2f时有什么特殊的应用？为了便于实际凸透镜成像规律，我们根据成像规律，找出了两个特殊的点1）一倍焦距是凸透镜成像时，实像和虚像的分界点，一倍焦距以外是实像，一倍焦距以内是虚像。2）二倍焦距是凸透镜成像时放大与缩小的分界点，二倍焦距以外是缩小的像，二倍焦距以内是放大的像。结合成像规律，总结物距变化的情况：1）当凸透镜成实像时，物距变大，像就变小，像距也变小。2）当凸透镜成虚像时，物距变大，像就变大，像距也变大。3）凸透镜成实像时，u=v，必定是等大的实像；uv时，必定是缩小的实像；uv时，必定是放大的实像。例1、如图所示，请你填上合适的透镜。点拨：凸透镜对光束有会聚作用，是指折射光线的方向比入射光线的方向“收拢”了。显然不是指经透镜折射的光线是否相交来判定。究竟应填何种透镜，关键是对光线会聚和发散的理解。这主要看若没有透镜时，光应沿直线传播如图C1，C2所示。但实际光线虽没有会聚在一起，但仍比原来靠近很多，表明光线是会聚了，所以应填上凸透镜。例2、蜡烛放在凸透镜前，在另一侧光屏上得到清晰的烛焰像，若将蜡烛向凸透镜移动，要在光屏上得到清晰的像，光屏应当向____的方向移动，所得到的像比原来_____些。点拨：光屏上所成的像是实像。为了简单的理解，我们可以理解成物和像是“互斥”的。即物距增大时，像距减小。物距减小时，像距增大。答案：“远离透镜”和“大”。例3、蜡烛放在凸透镜的1.3倍焦距的地方，当它向离镜2.5倍焦距的地方移动的过程中，它的像［］。A.先放大后缩小B.先缩小后放大C.逐渐变大D.逐渐变小点拨：根据凸透镜的成像规律。当物体在凸透镜前不同的位置时，它所成的像的性质就不同，有两个转变点。一是焦点。物体在焦点以内成虚像，在焦点以外成实像。焦点是成实像还是成虚像的分界点。二是二倍焦距处。物体在二倍焦距以内成放大的像，在二倍焦距以外成缩小的像，二倍焦距是成放大还是缩小像的分界点。因此，选出答案A。又根据物体成实像时，物距减小，像距将变大，像也变大的道理，选出答案D。例4、一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主轴移到距凸透镜45cm处，则成像的情况是[]A.放大的实像B.缩小的实像C.等大的实像D.上述三种情况都有可能点拨：凸透镜所成像的性质与物距有关，由第一次成倒立、放大的实像可知f＜u＜2f，即f＜30cm＜2f，由此可判断焦距的范围是15cm＜f＜30cm。当物距为45cm时，物距肯定大于焦距，但由于焦距f在15cm和30cm之间变化，所以三种情况就都有可能。答案：D4.凹透镜对光的作用：（只需大体了解对光线具有发散作用就可以了，了解特殊光线）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，变得发散，发散光线的反向沿长线会聚于主光轴上的一点，这个点叫做凹透镜的焦点。同样道理，射向凹透镜对面焦点的光线，经凹透镜折射后，变成了平行于主光轴的光线。5.眼睛的构造和视物原理人眼的主要构造是瞳孔，角膜晶状体，玻璃体视网膜。晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。外界的物体位于凸透镜的二倍焦距以外，在视网膜上就会得到一个倒立缩小的实像.通过视神经再将这种信号传给大脑，人就看到了物体。正常人的眼睛自我调节的本领非常强，可以使远近物体的像都能成在视网膜上，所以人能看清远近不同的物体。6.近视眼及其矫正有的人看远处物体相当吃力，他们要把物体放在离眼睛较近的位置才能看清楚，这种现象在青少年中常见，称其为近视眼。当其看远处的物体时，由于晶状体对光线会聚能力增强，晶状体的焦距太短，再加上眼睛肌肉对晶状体焦距的调节功能不起作用，所以像便成在视网膜的前面，因而视网膜上不能出现清晰的像，人就看不到清晰的物体了。同学们思考一下，近视眼是由于晶状体对光线会聚能力过强造成的，那么应该如何矫正视力呢？为了矫正近视眼，我们要给近视眼患者配凹透镜，使光线在进入其眼睛之前先发散一些，再经过晶状体较强的会聚之后方可将像成在视网膜上。7.远视眼及其矫正有的人看近处的物体相当吃力，他们要把物体放在离眼睛较远的位置才能看清楚，这种现象在老年人中常见，称其为老花眼。当然在青少年中也有这种情况，称其为远视眼。当其看近处的物体时，晶状体的焦距较长，其对光线的会聚能力较差，物体的像成在视网膜之后，当然此时在视网膜上成的像就是不清晰的像。由此看来，远视眼主要是因为晶状体的焦距太长，会聚能力太差所致。所以我们要通过凸透镜来矫正。也就是通过对光的两次折射，使清晰的像能成在视网膜上。例5、请你判定一下下列眼睛的视力是否正常，如果不正常，请说出此时眼睛出现了什么问题，以及如何矫正视力。甲乙点拨：检查视力是否正常看物体形成的像是否在视网膜上就可以了。如果在前方就是近视眼，需要戴凹透镜。如果在后方那么就是老花眼（远视眼）此时需要戴凸透镜。8.一些神奇的眼睛（1）放大镜放大镜就是一个焦距较短的凸透镜。从它成像的情况来看，是一个正立放大的像，显然这是当物距小于焦距时，凸透镜能成正立放大的虚像。如果我们想要看到更大的物体的像，则要使放大镜离物体远一些，还得在焦距之内，这时我们将看到物体所成的像更大，像离我们也更远了，这也应用了凸透镜成虚像的动态规律，也就是当凸透镜成虚像时，物距变大，像也变大，像距也变大了。（2）显微镜显微镜是由目镜和物镜组成的，它们都是凸透镜，它可以把人们用肉眼看不到的物体进行放大。通常情况下可以放大10到1000倍，我们常用的是放大100倍到600倍的显微镜。（3）望远镜望远镜能使很远的物体成像在眼前，将很远的物体拉近。（4）照相机和投影仪照相机是利用凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时，成倒立、缩小的像这一原理制作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。选定被拍摄的景物后，调节镜头到胶片的距离，胶片上有对光敏感的物质，曝光后发生化学反应，经过显影处理就成为底片为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物，镜头往后缩，离胶片近一些。（需要将照相机和人的眼睛相比较）常见的投影仪都是“书写投影仪”，使用和调整都很简单、方便，能在不遮光的室内使用。图像一般很清晰，分辨率高、边缘清楚。投影仪的箱体中有碘钨灯光源，灯泡后边有凹面反光镜，灯泡前有聚光凸透镜。箱体最上部是用两块有机玻璃的罗纹镜制成的聚光透镜，并放有平板玻璃，以便保护投影仪。例6、晓晨同学在校门前给全班同学照集体相，发现两边的两个同学照不上，请帮助他解决这个问题。点拨：若使两个同学的像再进入底片内，全班同学的像就要缩小了。根据凸透镜成像时，物距增大，像距减小，像也减小的规律进行调节。只要晓晨向后退一些增大物距，同时缩短镜头与胶片的距离来减小像距，就可以把全班同学都照进去了。（三）本节小结本节知识比较重要，而对于刚接触的同学来说不是很好学。尤其是凸透镜成像的规律识记，凸透镜的具体应用。以及物距、像距变化之类的题目更不便于理解。同学们在学习的过程中要善于发现规律，找到学习的窍门。才能便于成绩的提高。