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(共42張PPT)
第五章 透鏡及其應用
透鏡
第1節
01
認識凸透鏡和凹透鏡，了解透鏡的焦點和焦距。
02
通過觀察，認識凸透鏡對光起會聚作用和凹透鏡對光起發散作用。
03
能初步領略透鏡對光的神奇作用，激發求知欲。
在生活中，常看見一些用玻璃制作的與“鏡”有關的用品，讓我們認識一下。
老花鏡
近視鏡
放大鏡
照相機上的鏡頭
投影機上的鏡頭
它們有一個共同的特點：都是玻璃制作的，且能透光，在物理上叫做透鏡。
透鏡有什么重要的性質？從這節課開始一起探究學習。
顯微鏡的鏡頭
活動1　感受凸透鏡和凹透鏡
(1)取一個放大鏡，用手摸一摸中間和邊緣部分，發現厚度不一樣，中間
，邊緣 ；
(2)取一個近視眼鏡的鏡片，用手摸一摸中間和邊緣部分，發現厚度不一樣，中間 ，邊緣 。(以上均選填“厚”或“薄”)
厚
薄
薄
厚
一 凸透鏡和凹透鏡
1. 透鏡（lens）
透鏡通常用玻璃制成，它們的兩個表面至少有一個表面是 的一部分，透鏡能讓光透過去，光在進入和離開透鏡時都發生折射。
球面
(1)凸透鏡(convex lens): 中間厚、邊緣薄的透鏡。如： 、
、 等；
(2)凹透鏡(concave lens)：中間薄、邊緣厚的透鏡。如： 。
凹透鏡及表示符號
凸透鏡及表示符號
仔細觀察圖甲和圖乙中的透鏡，有什么特征？
甲
乙
2. 透鏡種類
遠視鏡片
照相機的鏡頭
放大鏡
近視鏡片
球心
C1
球心
C2
光心
凸透鏡的主光軸和光心
3. 透鏡的主光軸和光心
主光軸
(1)主光軸：透鏡上通過兩個球面 的直線叫主光軸。
(2)光心：主光軸上有一個特殊的點，通過這個點的光傳播方向 ，這個點叫作透鏡的光心。
球心
不變
C2
C1
球心
球心
光心
凹透鏡的主光軸和光心
主光軸
二 透鏡對光的作用
活動2　感受凸透鏡的會聚作用
(1)將一凸透鏡正對著太陽光(或其他平行光)，再把一張紙放在它的另一側，來回移動，調整凸透鏡與紙的距離，觀察光斑的變化。
凸透鏡對光有會聚作用
(2)讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
(3)結論：凸透鏡對光有 作用(也叫會聚透鏡)。
會聚
活動3　感受凹透鏡的發散作用
(1)拿一個凹透鏡正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側來回移動。
凹透鏡對光有發散作用
(2)讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光通過透鏡后的偏折方向。
(3)結論：凹透鏡對光有 作用(也叫發散透鏡)。
發散
F
主光軸
會聚
會聚
1.入射到凸透鏡的光如果不是平行光，還能會聚嗎？讓不平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，觀察光的傳播方向。
答案　能會聚，凸透鏡對光有會聚作用，經凸透鏡折射的光線相對于入射光線，更靠近主光軸。
F
F
發散
發散
2.入射到凹透鏡的光如果不是平行光，還能發散嗎？讓不平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡，觀察光的傳播方向。
答案　能發散，凹透鏡對光有發散作用，經凹透鏡折射的光線相對于入射光線，更遠離主光軸。
1. 凸透鏡的焦點和焦距
(1)焦點：凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫作 ，用F表示。
(2)焦距：焦點到 的距離叫作焦距，用f表示。
F 焦點
f
焦距
光心O
三 透鏡的焦點、焦距和三條特殊光線
焦點
光心
(3)凸透鏡有 個焦點，并且關于 對稱。
凸透鏡兩側各有一個焦點F1、 F2 ，這兩個焦點關于光心對稱，兩側的兩個焦距 f 相等。
焦點 F1
f1
焦距
焦點 F2
f2
焦距
兩
光心
(4)凸透鏡焦距的意義：凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，凸透鏡表面越凸，焦距越 ，對光的會聚作用越 。
如圖所示，甲凸透鏡的焦距小，對光的會聚作用強。
小
強
太陽離我們非常遠，射到地面的陽光可以看做平行光。想一想，怎樣利用陽光測量凸透鏡的焦距。找幾個不同規格的凸透鏡，試著測量它們的焦距。
太陽光聚焦法：把凸透鏡正對太陽光，上下移動透鏡，能在紙上形成最小、最亮的光斑，這個光斑是凸透鏡的焦點，用刻度尺測量焦點到凸透鏡的距離是凸透鏡的焦距。
焦點 F
f
焦距
(5)利用陽光測量凸透鏡的焦距。
2. 凹透鏡的焦點和焦距
(1)焦點：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后 ，發散光線的反向延長線相交于主光軸上的一點，這個點叫凹透鏡的 。它不是實際光線的會聚點，凹透鏡有 個焦點，關于光心對稱。
(2)焦距：焦點到凹透鏡 的距離叫作焦距。凹透鏡焦距的大小表示其 能力的強弱，焦距越小，對光的發散能力越 。
發散
焦點
兩
光心
發散
強
f
焦點
F
焦距
把折射光線反向延長看一看
折射光線好像
從點F射出的
O
凹透鏡的焦點和焦距
3.凸透鏡的三條特殊光線
(1)通過光心的光線傳播方向 (選填“改變”或“不改變”)。
(2)平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過 。
(3)經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡折射后平行于 。
不改變
焦點
主光軸
凸透鏡的三條特殊光線
(3)經過凸透鏡焦點的光線經
凸透鏡折射后平行于主光軸
F
F
(2)平行于主光軸的光線經
凸透鏡折射后通過焦點
F
F
(1)通過光心的光線
傳播方向不改變
F
F
4.凹透鏡的三條特殊光線
(1)通過光心的光線傳播方向 。
(2)平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后發散，發散光線的反向延長線通過 。
(3)射向凹透鏡焦點的光線經凹透鏡折射后 主光軸射出。
不改變
焦點
平行于
凹透鏡的三條特殊光線
(3)對著凹透鏡異側虛焦點入射的
光線經凹透鏡后平行于主光軸
F
F
(2)平行于主光軸的光線經凹透鏡后
發散光線的反向延長線通過虛焦點
F
F
(1)通過光心的光線
傳播方向不改變
F
F
焦點和
焦距
透鏡
透 鏡
①凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡.
②凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡.
③主光軸：通過兩個球面球心的直線叫做主光軸.
④光心：主軸上有個特殊點，通過這個點的光傳播
方向不變，該點叫做光心。
①凸透鏡對光有會聚作用，也叫會聚透鏡；
②凹透鏡對光有發散作用，也叫發散透鏡。
①凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點，這個點叫做焦點F，從焦點到光心的距離叫做焦距f。
②凹透鏡能使跟主光軸平行的光發散，發散光線的反向延長的交點叫做焦點F，從焦點到光心的距離叫做焦距f。
課堂總結
透鏡對
光的作用
1.如圖所示是光線通過透鏡(圖中未畫出)的情形，其中所用透鏡是凸透鏡的是(　　)
C
A.① B.② C.③ D.①②③④
2.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a、b、c、d、e中屬于凸透鏡的是　　　；屬于凹透鏡的是　 。
acde
b
3.如圖所示，小明手持凸透鏡正對著太陽，下面放一張白紙，調節透鏡到白紙的距離，會在白紙上得到最小最亮的光斑，在該光斑處能將火柴點燃，則該光斑所處的位置就是透鏡的　　　，該光斑到透鏡中心的距離叫　　　，經過　　　的光不改變方向。
焦點
焦距
光心
4.如圖所示，在注有清水的試管內留有一稍大的空氣泡，使太陽光從試管的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發現白紙上與空氣泡相對應的位置較　　(選填“亮”或“暗”)，這是因為氣泡與周圍水組成
　　 透鏡，太陽光射向空氣泡和它下方的水后，出射光線會被　　　(選填“會聚”或“發散”)。
暗
凹
發散
5.在框內填上適當的透鏡。
6.(2024·吉林)如圖所示，O為凸透鏡的光心，F為凸透鏡的焦點，請畫出圖中折射光線對應的入射光線。
7.根據圖中給出的入射光線，畫出相應的折射光線。
8.利用太陽光測量凸透鏡焦距時，小華將凸透鏡正對太陽，再把一張紙放在它的下方，如圖所示，當在紙上呈現一個并非最小的光斑時，測得這個光斑到凸透鏡的距離為L。小華推斷，凸透鏡的焦距一定大于L。
(1)你認為小華的推斷　　 　(選填“正確”或“不正確”)；
不正確
(2)為了檢驗小華的推斷是否正確，你下一步的實驗操是。
答案　如果向下移動凸透鏡，此時光斑變大，說明光斑在焦點之前，焦距大于L，說明小華推斷正確；如果向下移動凸透鏡，此時光斑變小，說明光斑在焦點之后，焦距小于L，說明小華推斷錯誤。
由圖可知，①②④中經透鏡折射后的光線與射向透鏡的光線相比，遠離主光軸，說明透鏡對光線具有發散作用，所以是凹透鏡；
③圖中的光線經透鏡折射后，與透鏡前的光線相比，與主光軸的分離程度小，說明透鏡對光線具有會聚作用，所以是凸透鏡。
故ABD不符合題意，C符合題意。 故選C。
太陽光在白紙上最小最亮的光斑，就是透鏡的焦點，該光斑到透鏡中心的距離叫焦距。
由于氣泡的存在，氣泡周邊的水形成中間薄邊緣厚的凹透鏡，凹透鏡對光線有發散的作用，故在氣泡的下面對應的位置較暗。
左圖平行光線被發散，所以是凹透鏡。如圖所示.
右圖中，要相交的光線平行，不再相交，光線被發散了，是凹透鏡。如圖所示.
平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點；延長線過焦點的光線經凹透鏡折射后會平行于主光軸，如圖所示：
(1)平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后會聚一點，這點是凸透鏡的焦點，光線到達焦點并且繼續向前射出，這個非最小的光斑可能在焦點之前，也可能在焦點之后，如下圖所示，所以小華猜測不正確。
(2)如果向下移動凸透鏡，此時光斑變大，說明光斑在焦點之前，焦距大于L，說明小華推斷正確；如果向下移動凸透鏡，此時光斑變小，說明光斑在焦點之后，焦距小于L，說明小華推斷錯誤。

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