45科学探究凸透镜成像(阅读).docVIP

4.5科学探究：凸透镜成像 1.透镜及其分类 透镜及透镜相关概念： 2.凸透镜对光的作用 会聚作用：“靠拢”主光轴① 让一束跟主光轴平行的光射向凸透镜，观察到折射光线为会聚光束(如图甲所示)，即凸透镜对光有会聚作用。② 会聚作用是指凸透镜对光线的作用。通过凸透镜的折射光线相对入射光线而言，是会聚了一些或发散程度减小了一些，如图甲。凸透镜不仅对平行光束有会聚作用，对发散光束也有会聚作用（原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于一倍焦距以内；原来发散的光线经过凸透镜后会聚在一倍焦距之外）。“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束。 三条特殊的光线：?①平行主光轴的光线经透镜折射后通过另一侧的焦点 ②过光心的光线经透镜折射后方向不变?③过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凸透镜对光线的作用：凸透镜对光线的作用可用棱镜对光线的偏折作用说明：如图 光束：①平行光束:平行光束是指截面积不发生变化的光束。平行光束由平行光线组成，由于太阳离我们非常远，所以太阳光发出的射到地球的光束我们认为是平行光束(如图所示)：② 会聚光束:会聚光束是指光束的截面积不断减小的光束。会聚光束由会聚光线组成(如图所示)。?③ 发散光束:发散光束是指光束的截面积不断扩大的光束。发散光束由发散光线组成。由一个点光源产生的一束光就是发散光束(如图所示)。 3.凹透镜对光的作用 发散作用：“远离”主光轴① 发散作用让一束跟主光轴平行的光射向凹透镜，观察到折射光线为发散光束(如图乙所示)，即凹透镜对光有发散作用。② 发散作用是指凹透镜对光线的作用。通过凹透镜的折射光线相对入射光线而言，是发散了一些或会聚程度减小了一些，如图乙。凹透镜不仅对平行光束、发散光束有发散作用，对会聚光束也有发散作用（射向凹透镜另一侧一倍焦距以内的会聚光线，经凹透镜折射后依然会会聚，不过相对于入射光线变发散了一些；射向凹透镜另一侧一倍焦距以外的会聚光线经凹透镜折射后变成发散光线），“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。 三条特殊的光线①平行于主光轴的光线经透镜折射后反向延长线过焦点 ②过光心的光线经透镜折射后方向不变③延长线过焦点的光线经透镜折射后平行于主光轴凹透镜对光线的作用原理凹透镜对光线的作用原理可以用棱镜对光线的偏折作用来说明，如图： 根据透镜三条特殊光线作图 4.光学黑箱子题的解法如下图：每个方框中放着一个光学元件，请在方框内填入合适的“镜”。分析(1)从光路图上观察所用镜是让光线发生反射还是折射，以此为依据判断用面镜还是透镜，上述十一个图中，有四个图E、F、G、H中的镜让光线发生了反射，应填面镜；其余图中光线均发生折射，光透过了镜，应填透镜。(2)确定了使用面镜还是透镜后，再观察所用镜对光线起何种作用：发散、会聚、镜面反射。(3)具体分析：E图，光平行射人，又平行射出，在镜上发生了镜面反射，故E图应填平面镜；F图，面镜使平行光线会聚于焦点，应填凹面镜；G图，面镜使平行光线变得发散，应填凸面镜；H图，面镜使发散的入射光线不再发散，而变成平行光线，对光线有会聚作用，与F图构成光路可逆，也应填凹面镜。其余七图都应填透镜，透镜分两种：凸透镜对光线有会聚作用；凹透镜对光线有发散作用。凸透镜能使平行光线会聚于焦点，故A图应填凸透镜；凹透镜能使平行于主光轴的光线变得发散，故B图应填凹透镜；c图与B图看起来差不多，实际截然相反，c图入射光线单箭头在上，双箭头在下，而折射光线却变成双箭头在上，单箭头在下，表明它们是交叉(会聚)以后才发散的，只不过会聚部分未画出来，只看到发散部分，此题极容易错误地填凹透镜，仔细看来应填有会聚作用的凸透镜；D图，透镜让发散的人射光线变得平行，对光线有会聚作用，与 A图构成光路可逆，符合从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴的规律，应填凸透镜；剩下的I图和J图是此题的难点，I图易错填为凸透镜，J图则易错填为凹透镜，这两种填法错误的原因是对教材内容理解有误，认为“会聚了的光线一定是经过凸透镜折射”、 “发散了的光线一定是经过凹透镜折射”。以凸透镜为例，它对光线有会聚作用，有此作用却不一定会聚，如 D图，凸透镜对两条发散的入射光线有会聚作用，使其不再发散而平行，就没有会聚到一点。若这两条发散入射光线的光源更靠近凸透镜，在焦距以内，凸透镜对两条光线虽有会聚作用，将它们拉向主光轴，但却不能让折射光线平行射出，仍然是发散的，只不过与入射光线相比较，没有那么散罢了。凹透镜对光线的发散作用也可作类似分析。假设没有透镜在中间起折射作用，光在同种均匀介质中应沿直线传播，画出这种假想沿直线传播的光线，为与实际相区别，用虚