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透镜（提高）撰稿：史会娜审稿：蒙阿妮【学习目标】1.知道凸透镜和凹透镜的定义；2.知道凸透镜的光心、焦点和焦距；3.理解凸透镜和凹透镜对光线的作用；4.掌握三条特殊光线，经凸透镜或凹透镜折射后的传播方向。【要点梳理】要点一、透镜1、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，对光起折射作用的光学元件。2、透镜的类型：（1）凸透镜：边缘薄，中央厚。（图甲）（2）凹透镜：边缘厚，中央薄。（图乙）3、主光轴和光心：概念定义图示主光轴通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴。光心主光轴上有个特殊的点，通过它的光传播方向不变。（透镜中心可认为是光心）要点诠释：1、凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜，如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。2、透镜是一种模型，常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜，甚至一滴水都可以看做是一个透镜。要点二、透镜对光的作用1、凸透镜：对光有会聚作用。（如图所示，凸透镜相当于两个三棱镜组合，厚的一端相对）2、凹透镜：对光有发散作用。（如图所示，凹透镜相当于两个三棱镜组合，薄的一端相对）要点诠释：1、凸透镜对光线具有会聚作用，但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点，或一定是一束会聚光束，因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。2、凹透镜对光线具有发散作用，但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的，或延长不相交，因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。3、光线经过透镜后总是向较厚的一端偏折。4、凸透镜、凹透镜与凸面镜凹面镜的区别：凸透镜、凹透镜是透明的光学仪器，光线能够穿过，光线穿过透镜后发生偏折；凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用。凸面镜和凹面镜是一面涂有反光物质如水银的光学仪器，主要是对光线起反射作用，凸面镜对光线有发散作用，凹面镜对光线有会聚作用。要点三、焦点和焦距1、焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示。2、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。3、焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。要点诠释：1、凸透镜有两个焦点，并且关于光心对称；凹透镜有两个虚焦点，关于光心对称。2、凸透镜的焦距f的大小表示其会聚能力的强弱，f越小，凸透镜对光的会聚能力越强；凹透镜焦距f的大小表示其对光发散能力的强弱，f越小，凹透镜对光的发散能力越强。3、由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。要点四、【高清课堂：《透镜、生活中的透镜》】三条特殊光线凸透镜通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点凹透镜通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点【典型例题】类型一、透镜1.如图容器水中有一个空气泡，则其对水平射入其中的光线有何作用（）A．会聚作用B．发散作用C．既不会聚也不发散D．无法判断【答案】B【解析】光从水斜射入空气中时，折射角大于入射角，所以会发散。这时空气泡把水分成两部分，每一部分相当于一个凹透镜。如图：【总结升华】此题的关键是明确光不管是从水中斜射入空气中，还是从空气中斜射入水中，空气中的角始终是大的。空气泡把水分成两部分，每一部分相当于一个凹透镜，不容易识别，题目难度稍大。举一反三：【变式】把一滴水银滴在玻璃板上，这滴水银大致可看成（）A．凸面镜B．凸透镜C．平面镜D．凹面镜【答案】A类型二、透镜对光线的作用2.一束光在空气中经凸透镜折射后（）A．是会聚光束B．是发散光束C．是平行光束D．比原来的光束变得会聚些【答案】D【解析】题目中对这束入射光没有说明其特点，所以入射光不能确定。若入射光线过凸透镜的焦点，则折射光线是平行光；若入射光线是平行光或是会聚的光线，经过凸透镜折射后，一定会形成会聚光束；若是发散程度较小的入射光线经过凸透镜折射后也有可能形成会聚光束；若入射光线是发散程度很大的入射光线，经过凸透镜会聚后，其折射光线有可能仍是发散光束。由于入射光线的情况不确定，所以经过凸透镜折射后的折射光线的情况也不能确定，以上几种情况都有可能。但由于凸透镜对光线有会聚作用，所以经过凸透镜会聚后的折射光束一定会比原来的入射光束要会聚一些。【总结升华】透镜对光线的作用并不体现在将光线变成了什么光束，而是看折射光线比入射光线更靠近法线，还是更远离法线，前者，光线被会聚，后者，光线被发散。举一反三：【变式】下列陈述中错误的是（）A．凹透镜对光线有发散作用B．凹透镜对光线有会聚作用C．虚焦点不是光线实际会聚的点D．实焦点是光线实际会聚的点【答案】B类型三、焦点和焦距3.于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做凸透镜的焦点，凸透镜的焦点有个，焦点到凸透镜中心的距离叫。把光源放在凸透镜的处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线，就是根据这一原理制成的。右图是某同学把凸透镜正对着太阳光，在桌面上得到一个亮点F，并用直尺进行测量的情况，则凸透镜的焦距是cm。【答案】平行；两；焦距；焦点；平行光源；13.2【解析】平行于凸透镜主光轴的光线通过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这一点叫做凸透镜的焦点。对于一个凸透镜来讲，它的两侧都能形成这样的点，因此凸透镜有两个焦点；因为过焦点的入射光线经凸透镜折射后平行于主光轴，因此将光源放在凸透镜的焦点处，通过凸透镜后的光线会成为一束平行光线，则平行光源就是根据这一原理制成的；从图中可以看出，焦点的位置已知，光心在凸透镜的中心上。由此可知该凸透镜的焦距为13.2cm。【总结升华】本题考查对主光轴、光心、焦点和焦距定义的理解，粗略测量凸透镜焦距，是一道基础题。举一反三：【变式】小明的爷爷有一副老花眼镜，在不能用手触摸镜片的前提下，你如何辨别两镜片的度数是否相同。【答案】方法一：分别将两镜片正对太阳光，分别测出两镜片的焦距，比较焦距是否相同。方法二：分别将两镜片做放大镜使用，保持物距不变，观察放大倍数是否相同。方法三：找一较远光源，分别将两镜片在光屏上成实像，观察像距是否相同。类型四、三条特殊光线4.【高清课堂：《透镜、生活中的透镜》例1】完成下列光路图【答案】【解析】平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜折射后交于凸透镜的焦点；入射光线的延长线交于凹透镜的虚焦点，经凹透镜折射后的光线，平行于凹透镜的主光轴。【总结升华】题目主要考察了利用透镜的三条特殊光线作图，特别要注意凹透镜的三条特殊光线。举一反三：【变式】在图甲、乙所示的虚线方框内各放置一个透镜，发光点S发出的两束光通过透镜前后的方向如图所示，则（）A．甲为凹透镜，乙为凸透镜B．甲为凸透镜，乙为凹透镜C．甲、乙都为凸透镜D．甲、乙都为凹透镜【答案】C