2.6透镜和视觉(原卷版+解析).docxVIP

2.6透镜和视觉

【思维导图】

【知识点全掌握】

一、透镜

透镜的类型

种类

定义

图示

凸透镜

中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜

凹透镜

边缘厚、中间薄的透镜叫凹透镜

主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，简称“主轴”，画主光轴应用“点划线”

光心：每个透镜主光轴上都有个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫透镜的光心。用字母“O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。

凸透镜的焦点和焦距

焦点：凸透镜能使与主光轴平行的光线汇聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点。用字母“F”表示

焦距：焦点到凸透镜光心的距离（FO）叫焦距，用字母“f”表示

凹透镜的焦点和焦距

焦点：凹透镜能使与主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点叫凹透镜的虚焦点。用字母“F”表示

焦距：虚焦点F到凹透镜光心O的距离（FO）叫焦距，用字母“f”表示

透镜中的三条特殊光线

凸透镜

通过光心的的光线经凸透镜折射后，折射光线传播方向不变

通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出

跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点

凹透镜

通过光心的光线经凹透镜折射后，折射光线传播方向不变（如光线2）

射向凹透镜的光线，如果其延长线通过虚焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出（如光线3）

跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点（如光线1）

【口诀】过光心不变，过焦点平行，平行过焦点

二、凸透镜的成像规律

基本概念

实像：实像由实际光线会聚而成，能用光屏承接，能使胶片感光，能用眼睛观察到，物、像分布在凸透镜两侧。实像都是倒立的

虚像：虚像不是实际光线会聚而成，而是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接，只能用眼睛观察到，物、像位于凸透镜同侧。虚像都是正立的

物距（u）：物体到凸透镜的距离

像距（v）：像到凸透镜的距离

凸透镜的成像规律

物距u和焦距f的关系

像的性质

像的位置

像距v和焦距f的关系

应用举例

正立/倒立

缩小/放大

实像/虚像

与物同侧或异侧

u＞2f

倒立

缩小

实像

异侧

f＜v＜2f

照相机

u＝2f

倒立

等大

实像

异侧

v＝2f

f＜u＜2f

倒立

放大

实像

异侧

v＞2f

投影仪

u＝f

不成像，光经过凸透镜成平行于主光轴的光线

获得平行光源

u＜f

正立

放大

虚像

同侧

放大镜

【口诀】一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大，成虚像，物近像近像变小；虚像正立实像倒，这一规律要记牢

利用光路图理解凸透镜成像规律

三、放大镜和照相机

放大镜

原理：将放大镜镜片放在物体上方，使物体在凸透镜的1倍焦距以内，透过放大镜我们可以看到一个正立、放大的虚像

成像特点：

被观察的物体的像是放大的

物体和通过透镜所成的像在透镜的同侧

照相机

原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，拍照就是利用景物在2倍焦距之外时凸透镜成倒立、缩小的实像

成像特点

成缩小、倒立的实像。拍照时，镜头离物体的距离越近，像离镜头的距离越远，所成的像越大（成实像，物近像远像变大）；镜头离物体的距离越远，像离镜头的距离越近，所成的像越小

四、眼睛

眼球的结构及基本功能

眼球好比一架照相机。晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体的像，视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号，视神经把这个信号传输给大脑，我们就看到了物体

附：眼睛与照相机对比

眼睛

照相机

成像的原理

透镜类型

角膜和晶状体的共同作用相当于一个凸透镜

凸透镜

承接屏

视网膜

胶片

控制光的强度

瞳孔

光圈

眼睛的视物原理

眼睛看远处物体时，睫状肌放松，晶状体变薄，对光的折射能力变小，远处的物体射来的光刚好会聚在视网膜上

眼睛看近处物体时，睫状肌收缩，晶状体变厚，对光的折射能力变大，近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上

人类视觉上的限制

明视距离

在合适的照明条件下，眼部肌肉处于正常状态而能十分仔细地看清物体时，物体离眼睛的距离称为明视距离。正常眼睛的明视距离是25厘米

盲点

在视神经离开视网膜的地方，也是视网膜上唯一没有任何感光细胞的地方，这个地方叫盲点

五、视力缺陷与矫正

近视与矫正

近视眼的成因：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处的平行光会聚在视网膜前（如下图左）

矫正：利用凹透镜能使光线发散的特点，在眼睛前面放一个合适的凹透镜，就能使来自远处物体的光通过凹透镜发散后再进入眼睛，就能够会聚在视网膜上（如上图右）

远视与矫正

远视眼的原因：晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，来自近处的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成了一个模糊的光斑（如下图左）

矫正：利用凸透