初二物理透镜详细知识点

第一节 透镜 1.透镜的概念 透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件， 透镜能让光线透过去， 在进入和离 开透镜时，光经过两次折射而改变光路，所以透镜是一种折射镜。 2.根据透镜的形状， 可把透镜分为两大类： 如图甲所示， 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜， 如图乙所示，中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。 例如：放大镜、老花眼镜的镜片都是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。 3.主光轴：透镜上通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴（镜片的两个表面或至少一个表 面是球面的一部分） ，简称主轴。 光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心， 用 字 母 “ O ” 表 示 。 可 以 认 为 薄 透 镜 的 光 心 就 在 透 镜 的 中 心 。 4.实验探究：凸透镜和凹透镜对光线的作用。 结论：凸透镜对光有会聚的作用， 凹透镜对光有发散的作用。 因此凸透镜也叫会聚透 镜，凹透镜也叫发散透镜。 5.焦点和焦距 （1）凸透镜的焦点和焦距 凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做焦点，通常用字母 F 表 示，焦点到透镜光心的距离叫做焦距，通常用字母f 表示。凸透镜两侧各有一个焦点，两侧 的两个焦距相等。 由于光路可逆，若把光源放在凸透镜的焦点上， 光源射向凸透镜的光， 经凸透镜折射后将变 为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。 （2）凹透镜的虚焦点 凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后变得发散， 且这些发散光线的反向延长线相交 在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点， 所以叫做凹透镜的虚焦点。 虚焦点到凹 透镜光心的距离叫做焦距，通常用字母f 表示。 （3）粗略测量凸透镜焦距的方法 将凸透镜正对着太阳光（可看成平行光） ，再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸 上的光斑最小、最亮，测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦 距。 注意：1.凸透镜对光的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生折射造成的。 2.凸透镜的凸起程度决定了它的焦距的长短：表面越凸，焦距越短。每个凸透镜的焦 距是一定的。 3.焦距的长短反映了凸透镜对光的会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过 后偏折的厉害） 6.凸透镜和凹透镜的三条特殊光线 （1）凸透镜 1.通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变 2.通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出 3.跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过焦点 （2）凹透镜 1.通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变 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平 行于主光轴射出 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经过虚焦点 （3）凸透镜和凹透镜的比较 7.易错易误警示 （1）透镜对光线的作用 凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用都是相对于原来入射光线的传播方向 而言的。 凸透镜的会聚作用是指经凸透镜折射后的光线比原来光线的传播方向向主光轴靠近了 一些，但通过凸透镜的光线不一定都能会聚于一点，也可能是平行的或是发散的。 凹透镜的发散作用是指经过凹透镜折射后的光线比原来光线的传播方向远离主光轴了 一些，但通过凹透镜的光线本身不一定是发散的，也可能是会聚于一点或是平行的。 第二节 生活中的透镜 1.照相机 探究：制作一个模型照相机，纸筒A 的一端蒙上了一层半透明纸，相当于照相胶片，纸 筒 B 的一端嵌一凸透镜。将 B 端朝向明亮的室外，眼睛观察半透明纸，调节B 筒套在 A 筒中的深度，调节适当时在半透明纸上将得到室外景物清晰、倒立的像。 探究归纳：照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，来自物体的光经过镜头 后会聚在照相机暗箱内的胶片上，形成一个倒立、缩小的像 照相机成像的特点： 在使用照相机摄影时我们发现这样的特点： （1） 物体离照相机镜头的距离（物距）大于底片离照相机镜头的距离（像距） （2） 物体离照相机镜头越远，物体在胶卷上所成像越小，像（底片或胶卷）的位置到镜 头越近，暗箱越短 （3） 照相机所成的像比物体小 （4） 像和物体在镜头（凸透镜）两侧 （5） 物体在胶卷上成的是倒立、缩小的像 注意： “缩小的像”与“像变小”是不同的两种情况，前者是指物体所成的像的大小与物 体大小相比较，像比物体小。后者是指物体后一次成的像比前一次成的像小， 是由前后两 次像的大小比较而得出的。 2.投影仪 探究：将投影片倒立放置在投影仪的载物台上，调节镜头，在屏幕上得到的投影片上图 案清晰的像；若将平面镜取下，则在天花板上得到投影片上图案清晰的倒立的像。 进行光路分析可知，来自投影片上图案的光线首先经镜头折射，再经平面镜反射 就像在竖直屏幕上形成清晰的像，平面镜的作用是改变光的传播方向，使射向天花板的 光能在屏幕上成像。 探究归纳：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影仪利用凸透镜来成一个倒立、放大的 实像。 投影仪成像的特点： （1）投影片到镜头的距离（物距）小于镜头到屏幕的距离（像距）； （2）投影片离镜头越 近时，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大； （3）投影仪在屏幕上所成的像比投 影片上图案大； （4）投影片和它的像在镜头的两侧； （5）投影片在屏幕上所成的是倒立、 放大的实像 幻灯机和投影仪的工作原理类似， 成像特点及使用方法是一样的， 都要注意在使用时要将 投影片倒立设置，这样才能在屏幕上得到一个正立、放大的像 3.放大镜 放大镜也是凸透镜，是最常用的光学仪器之一。 放大镜成像特点： （1）被观察的物体都放大了（2）物体和像在放大镜同侧（3）放大镜离物体越近（即物 距越小） ，所成的像越小，放大镜离物体越远，所成像越大（4）如果放大镜与物体的距 离大到一定程度，所成的虚像便消失了（ 5）物体通过放大镜所成的像是正立、放大的虚 像。 4.实像和虚像 （1）凸透镜既可以成实像也可以成虚像。 实像：实际光线会聚成的，能用屏幕承接，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：不是实际光线会聚成的，不能用屏幕承接，只能用眼睛观察到，物、像分布在 凸透镜同侧，虚像都是正立的。 相同点：都能用眼睛观察到，都能用照相机拍成照片。 举例： 第三节 凸透镜成像的规律 1． 三条特殊光线 2． 实像与虚像：由实际光线会聚成的，能在光屏上呈现的像是实像；不是由实际光线会聚 而成，而是由光线的反向延长线相交而成的，不能在光屏上呈现的像是虚像 3． 照相机成一个倒立、 缩小的实像； 幻灯机成一个倒立、 放大的实像；放大镜成一个正立、 放大的虚像 4． 照相机、幻灯机成像时，物距变小时，像和像距都变大；放大镜成像时，物距变小，像 和像距都变小。 探究凸透镜成像的规律 分析与论证：分析数据，总结凸透镜成像的规律如表 注意：1.实验前首先调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上，目的是使烛焰通过 凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像和物体的关系 2.在同一个物距范围内取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律是为了排除偶然因 素，使实验结论更具有普遍性 总结：1.当物体与凸透镜的距离大于焦距时成实像，小于焦距时成虚像（即一倍焦距是实