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第五章 透鏡及其應用
第一節 透鏡
一、透鏡的分類
1、中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；中間薄、邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。
2、通過兩個球面球心的直線叫做主光軸，簡稱主軸；主軸上有個特殊的點，通過這個點的光傳播方向不改變，這個點叫做光心。
3、鏡的分類：
二、透鏡對光的作用
1、凸透鏡對光有會聚作用，即光折射后偏向主軸；因此，凸透鏡也叫會聚透鏡。
2、凹透鏡對光有發散作用，即光折射后偏離主軸；因此，凹透鏡也叫發散透鏡。
三、焦點和焦距
1、凸透鏡能使跟主軸平行的光線折射后會聚于主軸上的某一點，這個點叫做焦點，用字母“F”表示；
2、焦點到光心的距離叫做焦距，用字母“f”表示；焦距越短，會聚作用越強。
3、凸透鏡的兩側各有一個焦點，它們到光心的距離相等。
4、凹透鏡的焦點是平行于主軸的光線折射后的折射光線的反向延長線交于主軸上的點，沒有實際光線交于這點，故為虛焦點。
四、三種特殊光線
1、過光心的光線，經透鏡折射后，其傳播方向不改變；
2、平行于主軸的光線，經凸透鏡折射后將會聚于異側焦點，（利用這一點可測凸透鏡的焦距）經凹透鏡折射后將變得發散，其折射光線的反向延長線過同側焦點；
3、對凸透鏡來說，從焦點發出的光經凸透鏡折射后將平行主軸射出；對凹透鏡來說，延長線過焦點的光經凹透鏡折射后將平行主軸射出。
第二節 生活中的透鏡
一、照相機
1、鏡頭的作用就相當于一個凸透鏡。來自物體（人或景物）的光經鏡頭折射后會聚在膠片上，形成被照物體的像。
2、照相機工作原理：當物距（物體到光心的距離，用“U”表示）大于2倍焦距時，成倒立、縮小的實像（實際光線會聚而成的像）。
二、投影儀
1、鏡頭的作用就也相當于一個凸透鏡。來自投影片（物體）的光，經凸透鏡折射后會聚于天花板上，形成圖案的像。
2、投影儀的工作原理：當物距小于2倍焦距大于焦距時，成倒立、放大的實像。
三、放大鏡
1、實質：放大鏡實質上是一個焦距較短的凸透鏡。
2、使用方法：把放大鏡放在物體跟眼睛之間，適當調整距離，就可以看清物體的細微之處，起到放大圖像的作用。
3、放大鏡的工作原理：當物距小于焦距時，成正立、放大的虛像（實際光線的反向延長線相交而成的像）。
第三節 凸透鏡成像的規律
一、“探究凸透鏡成像的規律”實驗的注意事項
1、像距是指像到光心的距離，用“V”表示；
2、在光具座上，凸透鏡應置于蠟燭和光屏之間；應使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心大致在同一高度，以使像呈現在光屏的中央。
二、凸透鏡成像規律
物距 像距 像的性質 應用
U>2f 2f>V>f 倒立縮小實像 照相機
U=2f V=2f 倒立等大實像
2f>U>f V>2f 倒立放大實像 投影儀
U=f 不成像，得到平行光 平行光源
U 正立放大虛像 放大鏡
（1）焦點是實像與虛像的分界點；（2）二倍焦距點是放大與縮小的分界點；
（3）凸透鏡所成的實像一定是倒立的,所成的虛像一定是正立的；
（4）凸透鏡成實像時，像和物一定在透鏡的異側;成虛像時, 像和物一定在透鏡的同側,且像是被放大的。
三、小孔成像、平面鏡成像和凸透鏡成像的比較
光學元件 成像原理 像的性質
小孔 光的直線傳播 倒立實像
平面鏡 光的反射 正立等大的虛像
凸透鏡 光的折射 物距不同，所成像的性質就不同
四、平面鏡與凸透鏡成虛像的比較
光學元件 成虛像的條件 虛像的特點
平面鏡 物在鏡前 正立等大的虛像
凸透鏡 物距小于焦距 正立放大的虛像
第四節 眼睛和眼鏡
一、眼睛
1、眼睛的基本結構：眼球好象一架照相機。眼球由角膜、睫狀體、晶狀體、瞳孔、虹膜、玻璃體、視網膜等構成。
2、看到物體的過程：晶狀體和角膜的共同作用相當于一個可以改變焦距的凸透鏡,它把來自物體的光會聚在視網膜上,形成物體的像,視網膜上的視神經細胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,我們就看到了物體。
3、當睫狀體放松時，晶狀體變薄，焦距變長，就可以看清遠處的物體，依靠眼睛調節能夠看清的最遠點叫做眼睛的遠點，正常眼睛的遠點在無限遠；當睫狀體收縮時，晶狀體變厚，焦距變短，就可以看清近處的物體，依靠眼睛調節能夠看清的最近點叫做眼睛的近點，正常眼睛的近點在大約10cm處。
4、正常眼睛觀察近處物體最清晰而又不疲勞的距離大約是25cm，這個距離叫做明視距離。
二、近視眼及其矯正
1、特點：只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。
2、原因：產生近視眼的原因是晶狀體太厚,折光能力太強,或者眼球在前后方向上太長,因此來自遠處的某點的光會聚在視網膜前,到達視網膜時已經不是一點而是一個模糊的光斑了。
3、矯正方法：在眼睛前面放一個合適的凹透鏡。
三、遠視眼及其矯正
1、特點：只能看清遠處的物體，看不清近處的物體。
2、原因： 產生遠視眼的原因是晶狀體太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,因此來自近處某點的光還沒有會聚成一點就到達視網膜了,在視網膜上形成一個模糊的光斑。
3、矯正方法：在眼睛前面放一個合適的凸透鏡。
四、眼鏡的度數
1、透鏡焦距f的長短標志著折光本領的大小。焦距越短，折光本領越強。
2、透鏡焦距的倒數叫做焦度，用“Ф”表示，Ф=1/f。
3、焦度乘以100的值，即為眼鏡片的度數。凸透鏡（遠視眼鏡片）的度數為正數，凹透鏡（近視眼鏡片）的度數為負數。
第五節 顯微鏡和望遠鏡
一、視角
1、物體對于人眼光心所形成的張角叫做視角。
2、物體到觀察者眼睛的距離一定時，物體越大，所形成的視角越大；同一物體，離眼睛越近，所形成的視角越大。
3、物體所形成的視角的大小決定在視網膜上所成的像的大小，視角越大，所成的像越大，看得越清楚。
二、顯微鏡
1、組成：顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，各相當于一個凸透鏡。靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。物鏡焦距較短，目鏡焦距較長。
2、顯微鏡的成像原理：來自被觀察物體的光經過物鏡后成一個倒立放大的實像,道理就像投影儀的鏡頭成像一樣;目鏡的作用則像一個普通的放大鏡,把這個像再放大一次.經過這兩次放大作用,我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。
3、顯微鏡是通過兩次放大被觀察物體，增大視角來看清細微的物體。顯微鏡的放大倍數等于物鏡和目鏡的放大倍數之積。
三、望遠鏡
1、組成：有一種望遠鏡也是由兩組凸透鏡組成。靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。物鏡焦距較長，目鏡焦距較短。
2、望遠鏡的成像原理：物鏡的作用是使遠處的物體在焦點附近成實像,目鏡的作用相當于一個放大鏡,用來把這個像放大。
3、望遠鏡是通過把被觀察物體拉近，增大視角的辦法來看清遠處被觀察的物體。

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