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第五章
第1節 透鏡
凸透鏡和凹透鏡
1、透鏡是利用光的折射原理制成的光學元件，由透明物質制成。
2、透鏡的兩個表面至少一個是球面的一部分。
3、透鏡的光心與主光軸。
主光軸：透鏡上通過兩個球心的直線叫做主光軸。
光心（O）：每個透鏡上主光軸上都有一個特殊的點，凡是通過該點的光，其傳播方向不改變，這個點叫做光心。
二、透鏡對光的作用
1、凸透鏡對光的作用
凸透鏡對光有會聚作用，凸透鏡又叫做會聚透鏡。
2、凸透鏡的焦點和焦距
焦點（F）：平行于主軸的平行光通過凸透鏡后會聚于一點。
焦距（f）：焦點到光心的距離。
小結：凸透鏡有兩個實焦點，兩側的兩個焦距相等。
小結：凸透鏡的焦距越小，透鏡對光的會聚作用越強。
小結：光路可逆。
小結（特殊光線）：焦點處發出的一束光透過凸透鏡后可以形成平行光。
小結：凸透鏡對所有光都起會聚作用，但會聚后的光線不一定相交。
3、凹透鏡對光的作用
凹透鏡對光有發散作用，凹透鏡又叫做發散透鏡。
4、凹透鏡的焦點和焦距
平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發散，發散光線的反向延長線相交于主光軸上，它不是實際光線的會聚點，叫虛焦點（F）。
小結：凹透鏡有兩個虛焦點。
小結：光路可逆。
小結（特殊光線）：延長線在焦點處的一束光透過凹透鏡后可以形成平行光。
小結：凹透鏡對所有光都起發散作用，但發散后的光線不一定都散開。
三、透鏡的原理
通過三棱鏡的光線經三棱鏡兩次折射后向三棱鏡底部偏折。
四、透鏡的三條特殊光線
1.通過光心的光線:傳播方向不改變。
2.平行于主光軸的光線:經凸透鏡折射后通過焦點，經凹透鏡折射后發散，發散光線的反向延長線通過虛焦點。
3.經過凸透鏡焦點的光線:折射后平行于主光軸射出。
對著凹透鏡異側虛焦點入射的光線:折射后平行于主光軸射出。
第2節 生活中的透鏡
照相機
1、主要構造
（1）鏡頭：相當于凸透鏡。
（2）膠片：相當于光屏。
（3）調節控制系統：
①取景窗：觀察所拍景物；
②光圈環：控制進入鏡頭的光的多少；
③快門：控制曝光時間。
④調焦環：調節鏡頭到膠片間的距離，即像距。
2、照相機成像特點
物距（u）：物體到透鏡光心的距離。
像距（v）：像到透鏡光心的距離。
照相機成像特點：
①照相機成倒立、縮小的實像。
②像距小于物距。
③像與物位于凸透鏡的異側。
3、照相機成像原理
原理：照相機是利用凸透鏡能成倒立、縮小的實像的原理工作的。照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，膠卷相當于光屏。
4、照相機的使用
若想使拍攝景物的像大一些，應使相機靠近物體，同時使鏡頭遠離膠片。
二、投影儀
1、主要構造
投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡，屏幕相當于光屏。
（1）鏡頭：凸透鏡，起成像作用。
（2）投影片：投影片上有文字或圖案，相當于用來成像的物體。
（3）螺紋透鏡：相當于凸透鏡，其作用是會聚光，用來增加投影片的亮度。
（4）光源：一般采用碘鎢燈，用來照亮投影片。
（5）凹面鏡：利用其對光的會聚作用，光源位于凹面鏡焦點，光線經凹面鏡反射，使照在投影片上的光增強。
（6）平面鏡：改變光路（改變光的傳播方向），使射向天花板的光能在屏幕上成像。
2、投影儀成像特點及原理
投影儀成像特點：
①投影儀（或幻燈機）成倒立、放大的實像。
②像距大于物距。
③像與物位于凸透鏡的異側。
原理：投影儀、幻燈機的原理是利用凸透鏡能成倒立、放大的實像。
三、放大鏡
1、放大鏡成像特點及原理
放大鏡成像特點：
①放大鏡成正立、放大的虛像。
②像與物體位于凸透鏡的同側。
原理：放大鏡的原理是利用凸透鏡能使物體成正立、放大的虛像。
2、放大鏡的使用
（1）讓放大鏡與物體之間的距離適當增大些，觀察到像變大一些；
（2）讓放大鏡與物體之間的距離適當減小些，觀察到像變小一些。
四、實像和虛像
實像：由實際光線會聚而成的，能呈現在光屏上。（小孔成像、照相機的像、投影儀的像）
虛像：由反射光線或折射光線的反向延長線相交而形成，不能呈現在光屏上。人眼逆著出射光線可以看到虛像。（平面鏡成像、“水中的魚”、放大鏡的像）
照相機、投影儀和放大鏡的成像比較
第3節 凸透鏡成像的規律
一、焦距、物距、像距
物距u：物體到凸透鏡光心的距離；
像距v：像到凸透鏡光心的距離；
焦距 f：焦點到凸透鏡光心的距離。
二、實驗：探究凸透鏡成像的規律
1、實驗器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、火柴、光具座
把凸透鏡固定在光具座上，再將光屏和點燃的蠟燭分別放置在凸透鏡的兩側，調整凸透鏡和光屏的高度，并使燭焰、凸透鏡、 和光屏的中心大致在同一高度上，這可以使像成在光屏中央。
2、實驗設計：
① 大于二倍焦距（u>2f）
② 等于二倍焦距（u=2f）
③ 大于一倍焦距小于二倍焦距（f④ 等于一倍焦距（u=f）
⑤ 小于一倍焦距（u3、實驗表格：
4、分析與結論：
凸透鏡成像特點口訣：
一焦分虛實，二焦分大?。?br/>虛像同側正，實像異側倒；
實像物遠像近像變小，物近像遠像變大。
虛像物遠像遠像變大。
5、交流與反思：
（1）光屏上找不到像、像不完整、像沒成在光屏中央的原因？
①燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心沒有在同一高度上；
②物距小于或等于一倍焦距；
③光具座長度有限，光屏不能成像。
（2）用LED燈替代蠟燭的好處？
①成像更清晰、更穩定；
②準確比較物與像的大小。
（3）蠟燭變短（或光源下移），像的位置如何變化？應該如何調節？
①像向上移動；
②將光屏或蠟燭向上移動，或將凸透鏡和光屏同時向下移動。
（4）當成實像時，用手擋住透鏡的一半，光屏上的像可能有什么變化？
光屏上仍成完整的像，只不過更暗了一些。
（5）成倒立縮小的實像時，交換蠟燭和光屏的位置，像會怎么樣？
成倒立放大的實像
（6）光屏上成實像時，換一個焦距小的凸透鏡，則光屏應如何移動，才能承接到清晰的像？
靠近凸透鏡
（7）光屏上成實像時，在蠟燭和凸透鏡之間加一個凹透鏡，光屏要如何移動才能重新得到清晰的像？
光屏向右移，遠離凸透鏡。
（8）保持透鏡和光屏位置不變，將蠟燭右移，應在透鏡和蠟燭之間加什么透鏡，才能在光屏上呈清晰的像？
放個凸透鏡，用來聚光。
第4節 眼睛和眼鏡
眼睛
1. 眼球的結構
2. 眼睛的視物原理
（1）視物原理：眼睛觀察物體時，物距大于2倍焦距，從而形成物體倒立、縮小的實像。
（2）正常眼睛的調節
看遠處物體：睫狀體放松，晶狀體變薄，對光的折射能力弱。
看近處物體：睫狀體收縮，晶狀體變厚，對光的折射能力強。
3. 遠點、近點和明視距離
①正常眼睛能看清的最遠地方叫遠點，正常眼睛能看清的最遠地方是無限遠。
②正常眼睛能看清的最近地方叫近點，正常眼睛能看清的最近地方在大約10cm處。
③正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離是大約25cm，這個距離叫做明視距離。
二、近視眼及其矯正
癥狀：能看清近處的物體，看不清遠處的物體。
成因：晶狀體太厚導致折光能力太強，或眼球前后方向太長。
矯正：凹透鏡
看遠處時：
三、遠視眼及其矯正
癥狀：能看清遠處的物體，看不清近處的物體。
成因：晶狀體太薄導致折光能力太弱，或眼球前后方向太短。
矯正：凸透鏡
看近處時：
四、眼鏡的度數
（1）透鏡的焦距f，單位為米；
（2）透鏡焦度:焦距的倒數，Φ=1/f，單位：m-1；
（3）鏡片的度數:透鏡焦度乘以角度，D=100Φ，單位：度；
透鏡的度數D=100Φ =1/f×100
（4）遠視眼鏡（凸透鏡）的度數用正數表示，近視眼鏡（凹透鏡）的度數用負數表示。（填“正數”、“負數”）。
第5節 顯微鏡和望遠鏡
一、顯微鏡
1. 顯微鏡的結構
（1）目鏡：靠近眼睛的凸透鏡
（2）物鏡：靠近物體的凸透鏡
（3）反光鏡：光線充足使成像更明亮。（需要光線較強時用凹面鏡，需要光線較弱時用平面鏡。)
2. 顯微鏡成像原理
第一次物鏡：倒立、放大的實像（投影儀）
第二次目鏡：正立、放大的虛像（放大鏡）
顯微鏡：倒立、放大的虛像
第一次物鏡：倒立、放大的實像（放大m1倍）
第二次目鏡：正立、放大的虛像（放大m2倍）
顯微鏡放大倍數=物鏡放大倍數*目鏡放大倍數。（即m1m2倍）
二、望遠鏡 開普勒望遠鏡（折射式天文望遠鏡）
1. 望遠鏡的結構
目鏡：靠近眼睛的凸透鏡
物鏡：靠近物體的凸透鏡
f物＞f目
2. 望遠鏡成像原理
第一次物鏡：倒立、縮小的實像（照相機）
第二次目鏡：正立、放大的虛像（放大鏡）
望遠鏡：倒立、縮小的虛像
3.望遠鏡與清晰度
望遠鏡的物鏡的直徑很大，能夠會聚更多的光，使得所成的像更加明亮。
三、視角
從眼睛的光心向觀察物體的兩端所引的兩條直線的夾角。
1.視角與物體大小有關
距離相等時，大物體的視角大，小物體的視角小。
2.視角與物體遠近有關
大小一定時，看遠處的物體視角小，看近處的物體視角大。大小一定時，距離我們越近，視角越大，看物體越清晰。
3.視角與清晰度
望遠鏡雖然沒有把物體放大，但成的像離眼睛很近，增大視角，所以感覺看到的物體放大了，看物體越清楚了。
顯微鏡和望遠鏡的異同

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