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凸透镜的应用.
凸透镜的应用
知识点1.透镜的基本概念
1.透镜的种类及相关概念:
(1)凸透镜:中间厚边缘薄.
(2)凹透镜:中间薄边缘厚.
(3)薄透镜:厚度远小于球面的半径,我们这里研究的凸透镜和凹透镜都是薄透镜.
(4)光轴和光心的概念:
主光轴:通过两个球面球心的直径.
光心:光轴上一个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变.薄透镜的光心就在透镜的中心.
2.透镜的作用:
(1)凸透镜的会聚作用:实验表明凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上一点.这个点叫做凸透镜的焦点,用F表示,焦点到光心O的距离叫做焦距,用f表示.凸透镜两侧各有一个焦点.凸透镜对光线有会聚作用,所以也叫会聚透镜.
(2)凹透镜的作用:实验表明跟主光轴平行的光线经过凹透镜后变得发散,这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点,这个点叫做凹透镜的焦点,用F来表示.由于它不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点.凹透镜对光线有发散作用,所以凹透镜也叫做发散透镜.
(3)正确理解“凸透镜的会聚作用”和“凹透镜的发散作用”:凸透镜对光有会聚作用并非任何光经凸透镜都一定变成会聚光,而是出射光比入射光会聚了一些.同样,凹透镜对光有发散作用也并非任何光经凹透镜后都一定变成发散光.只是出射光比入射光发散了一些.
3.透镜成像的作图(用作图法研究透镜成像的规律时,通常利用三条特殊光线)
(1)凸透镜的三条特殊的光线
如图所示
跟主轴平行的光线,经过凸透镜折射后通过焦点;
通过焦点的光线,经过凸透镜折射后平行于主轴;
通过光心的光线,经过透镜后方向不变.
(2)凹透镜的三条特殊的光线
如图所示
跟主轴平行的光线,经过凹透镜折射后发散,其反向延长线过虚焦点;
延长线过虚焦点的光线,经过凹透镜折射后,折射光线平行于主轴;
通过光心的光线,经过透镜后方向不变.
(3)光的可逆性
光在传播过程中,光路是可逆的,若光线逆着射出光线的方向入射,则出射光线逆着原入射光线的方向射出,光的这一特性对于光的反射和折射均适用.
注意:
(1)利用三条特殊光线的任意两条,就可以确定不在主轴上的任意发光物体的像,但应注意透镜所成的像并不是仅由这三条线会聚而成的,而是由物体发出射向透镜的所有光线以透镜折射后光线(或折射光线的反向延长线)会聚而成的.
(2)作图基本技巧
利用多线共点规律――同一发光点发出的光线,经过透镜折射后一定会都通过(或反向延长线通过)像点.
利用多点共线规律――不论物点、透镜位置变化,物点、光心和相应的像点一定位于通过光心的同一条直线上.
在某些情况下不能直接用三条特殊光线中任两条求作像点,可采用辅助手段,如设想物点,设想物体等方法.
1.凸透镜成像规律
物的位置 像的位置 像的性质 应用举例 凸透镜 (平行光) 像与物异侧 成一点 测定焦距 缩小、倒立、实像 照相机,眼睛 等大、倒立、实像 放大、倒立、实像 幻灯机,电影机 同侧 不成像 探照灯的透镜 放大、正立、虚像 放大镜 凹透镜 物在镜前任意处 同侧 缩小、正立、虚像 成像规律小结:
(1)实像、虚像的区别
实像是倒立的(相对于物),虚像都是正立的;
实像都与物分别位于透镜的两侧,虚像都与物处于透镜的同侧;
实像都是实际光线会聚而成的,可用光屏接收,虚像都是实际光线的反向延长线的交点,不能用光屏接收.
(2)两个重要的分界点
对凸透镜来说,焦点是成实像和虚像的分界点,焦点以外成实像,焦点以内成虚像;2倍焦距位置是成放大和缩小实像的分界点,2倍焦距以外成缩小实像,2倍焦距以内成放大实像.
(3)凸透镜成像的动态变化规律总结如下:
成实像时,物距减小,像距增大;成虚像时,物距增大,像距增大;当u>2f时,像移动速度小于物移动速度;f<u<2f时,像移动速度大于物移动速度.
(4)根据凸透镜成像特点知道,当物距大于2倍焦距成倒立缩小实像是照相机的原理,当物距在1倍焦距与2倍焦距之间成倒立放大实像是幻灯机的原理,放大镜的原理是物距小于1倍焦距成正立放大虚像.
(5)记住凸透镜成像规律——口诀记忆法
一倍焦距内外分虚实(物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外为实像);
二倍焦距内外分大小(物距小于二倍焦距,成放大的像,焦点除外;物距大于二倍焦距成缩小的像);
实像总是异侧倒立的,虚像总是同侧正立的.
(6)透镜成像公式
透镜成像的物距u、像距v和焦距f之间的关系还可以用公式定量表示出来.
对凸透镜来说,f为正,成实像时v为正,成虚像时v为负.
对凹透镜来说,f为负,v为负.
能对光起发散作用的是( )
A.凸透镜 B.凹面镜 C.凸
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