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第一節(jié) 透鏡
第五章 透鏡及其應(yīng)用
知識點
凸透鏡和凹透鏡
知1－講
1
1. 透鏡：兩個面都是球面的一部分，或一個面是球面的一部分，另一個面是平面的透明體。
知1－講
2. 透鏡的類型
類型 定義 圖示 應(yīng)用
凸透鏡 中間厚、邊緣薄 放大鏡、照相機等
凹透鏡 中間薄、邊緣厚 近視眼鏡
知1－講
3. 主光軸和光心
(1)主光軸：如圖1所示，透鏡的兩個表面是球面的一部分，通過兩個球心的直線叫作透鏡的主光軸, 簡稱主軸。主軸用點劃線表示。
(2)光心：薄透鏡的中心叫作透鏡的光心。
知1－講
深度理解
(1)凸透鏡并不一定是兩側(cè)都向外凸出,但至少有一個面向外凸出,且從整體上看,它一定是中間厚, 邊緣薄的。
(2)凹透鏡也不一定是兩側(cè)都向內(nèi)凹,但至少會有一個面向內(nèi)凹，且從整體上看，它一定是中間薄,邊緣厚的。
知1－練
例 1
[中考·桂林]在如圖2所示的光學(xué)元件中，屬于凸透鏡
的是(　　)
知1－練
解析：中間比邊緣厚的透鏡為凸透鏡；中間比邊緣薄的透鏡為凹透鏡。
答案：C
知1－練
1. 如果把一個玻璃球分割成五塊，其截面如圖所示，這五塊玻璃中，屬于凸透鏡的是___________，從形狀上看，它們的共同特點是_______________。屬于凹透鏡的是_____，從形狀上看，其特點是________________。
a、c、e、d
中間厚，邊緣薄
b
中間薄，邊緣厚
知2－講
知識點
透鏡對光的作用
2
1. 探究凸透鏡對光的作用
實驗體驗 如圖3 所示，讓凸透鏡的一面正對著
太陽光，使一張紙緊靠凸透鏡放置。
(1)在紙逐漸遠離凸透鏡的過程中，觀察到紙上光斑先漸漸變小變亮，后漸漸變大變暗。
(2)最小最亮的光斑落在紙上一段時間后，觀察到紙會被烤焦，甚至著火。
知2－講
分析思考 (1)紙移動過程中，光斑的變化特征說明太陽光通過凸透鏡后是如何傳播的？
(2)紙被烤焦，甚至著火的原因是什么？
知2－講
分析結(jié)果
(1)太陽光(可看作平行光)經(jīng)過凸透鏡的傳播情況如圖6所示。
(2)紙被烤焦是凸透鏡將太陽光聚集到光斑的結(jié)果。
知2－講
實驗結(jié)論 凸透鏡對光有會聚作用。
知2－講
2. 觀察凹透鏡對光的作用
實驗體驗 (1)如圖4 所示，在凹透鏡正對太陽光，紙逐漸遠離凹透鏡的過程中，觀察到紙上陰影相對于周圍而言越來越暗。
知2－講
(2)如圖5 所示，將平行光正對凹透鏡照射時，通過凹透鏡的傳播情況如圖所示。
知2－講
類比思考 將光通過凹透鏡和凸透鏡的傳播相類比，說明凹透鏡對光有什么作用？
類比結(jié)果
凹透鏡和凸透鏡的區(qū)別是對光的作用不同，凸透鏡主要對光起會聚作用,而凹透鏡主要對光起發(fā)散作用。
實驗結(jié)論 凹透鏡對光有發(fā)散作用。
知2－講
3. 透鏡對光的作用
(1)凸透鏡對光有會聚作用，凸透鏡又叫會聚透鏡。
凸透鏡對光有會聚作用，不是指光經(jīng)凸透鏡后一定會聚到一點上，而是指光通過凸透鏡折射后，折射光向主光軸靠攏，光路圖如圖7所示。
知2－講
(2)凹透鏡對光有發(fā)散作用，凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。
凹透鏡對光有發(fā)散作用，是指光通過凹透鏡折射后，折射光比原來的入射光更偏離主光軸，光路圖如圖8 所示。
知2－講
深度理解
光經(jīng)過透鏡折射后，總是向厚度大的一側(cè)偏折。
易錯提醒
1. 不能將“會聚作用”誤認為是“會聚光線(光線會聚于一點)”。
2. 不能將“發(fā)散作用”誤認為是“發(fā)散光線(光線的反向延長線交于一點”)。
知2－練
現(xiàn)在居民樓的防盜門上往往裝有“貓眼”，該裝置可讓屋內(nèi)的人看清屋外的情況，而屋外的人卻看不清屋內(nèi)的情況，該裝置外端是一塊凹透鏡，內(nèi)端一般是一塊凸透鏡，下列說法正確的是( )
A. 經(jīng)過凸透鏡的光一定是會聚的
B. 經(jīng)過凹透鏡的光一定是發(fā)散的
C. 凸透鏡對光的作用一定是會聚作用
D. 凹透鏡對光的作用一定是會聚作用
例 2
知2－練
解題秘方：根據(jù)凸透鏡和凹透鏡對光的作用進行判斷。
解析：凸透鏡對光的作用一定是會聚作用，但經(jīng)過凸透鏡的光不一定是會聚的；凹透鏡對光的作用一定是發(fā)散作用，但經(jīng)過凹透鏡的光不一定是發(fā)散的。
答案：C
知2－練
2. [中考·金昌]烈日下，汽車玻璃窗上的小水珠應(yīng)盡快擦干，這是由于小水珠相當(dāng)于一個_______ (填“凸透鏡”或“凹透鏡”)，對太陽光有_______(填“會聚”或“發(fā)散”)作用，可能使車內(nèi)某處溫度升高而導(dǎo)致火災(zāi)。
凸透鏡
會聚
知3－講
知識點
焦點和焦距
3
1. 焦點
(1)平行于凸透鏡主軸的光經(jīng)凸透鏡折射后，會聚于主軸上一點，這一點叫凸透鏡的焦點(F)，如圖9所示。
知3－講
(2)平行于凹透鏡主軸的光經(jīng)凹透鏡折射后，會形成發(fā)散光。如果迎著發(fā)散的光望去，會覺得這些光
好像是從凹透鏡另一側(cè)的某一點沿直線
發(fā)出來的，這一點叫凹透鏡的虛焦點(F)，
如圖10所示。
(3)透鏡的兩側(cè)各有一個焦點，是對稱的。
知3－講
2. 焦距 焦點到光心的距離叫焦距(f)。
知3－講
3. 關(guān)于透鏡的三條特殊光線
凸 透 鏡 過光心的光線，其傳播方向不變 跟主光軸平行的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線過焦點
過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線平行于主光軸
知3－講
續(xù)表：
凹 透 鏡 過光心的光線，其傳播方向不變 跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過凹透鏡的焦點
射向凹透鏡的光線，且其延長線通過焦點，則該光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸
知3－講
深度理解
1. 凸透鏡的焦點由實際光線會聚而成，稱為實焦點；凹透鏡的焦點由實際光線的反向延長線相交而成，稱為虛焦點。
知3－講
2. 因為在光的折射中，光路是可逆的，所以若把光源放在凸透鏡焦點上，光源射向凸透鏡的光，經(jīng)凸透鏡折射后會成為平行光，如圖11所示。因此可用凸透鏡來制作平行光源。
知3－講
3. 根據(jù)光的折射中光路是可逆的，我們可作出如圖12 所示的光路。即正向延長過凹透鏡另一側(cè)焦點的入射光，經(jīng)凹透鏡折射后會成為平行于主光軸的光。
知3－練
[中考·陜西]如圖13，O為凸透鏡的光心，F(xiàn)為凸透鏡的焦點，請分別畫出兩條入射光線通過凸透鏡后的折射光線。
例 3
知3－練
解析：過光心的光線經(jīng)過凸透鏡后其傳播方向不改變；與主光軸平行的光線經(jīng)過凸透鏡后過焦點，可據(jù)此作圖。
解：如圖14所示。
知3－練
教你一招：與凸透鏡相關(guān)的三條特殊光線的簡記：過光心的傳播方向不變，平行于主光軸的過焦點，過焦點的平行于主光軸。
與凹透鏡相關(guān)的三條特殊光線的簡記：過光心的傳播方向不變，平行于主光軸的過焦點(反向延長線)，過焦點(延長線)的平行于主光軸。
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3. [中考·河池]請作出圖中與凸透鏡折射光線對應(yīng)的入射 光線。
解：如圖所示。
知3－練
4. [中考· 南充] 如圖所示，一束光射向凸透鏡，請畫出該光經(jīng)過凸透鏡、凹透鏡的折射光路。
解：如圖所示。
透鏡
對光有會聚作用
凸透鏡
透鏡
凹透鏡
對光有發(fā)散作用
主光軸
光心
焦點
焦距

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