凸透镜
- 格式:doc
- 大小:46.50 KB
- 文档页数:5
凸透镜的光学原理凸透镜是一种凸面向外的光学元件,其光学原理基于折射现象。
当光线从一个介质进入到另一个介质中时,会发生折射,即光线的传播方向会发生改变。
凸透镜的光学原理就是利用这种折射现象来控制光线的传播。
首先,我们需要了解一些关键术语:1. 主光轴:凸透镜的中心线称为主光轴。
2. 焦点:对于凸透镜而言,光线平行于主光轴入射时,会经过折射后汇聚于一点,这个点就称为凸透镜的焦点。
3. 焦距:焦点与透镜之间的垂直距离称为焦距。
凸透镜可以将光线汇聚或分散。
当光线从空气等折射率较小的介质射入凸透镜时,会发生两种可能的情况:1. 光线从凸面中央穿过:当光线入射在凸透镜的中央区域时,与主光轴的夹角很小,光线经过透镜时会略微偏离主光轴。
根据折射定律,入射角和折射角之间的关系为n1sinθ1 = n2sinθ2,其中n1和n2分别为两侧介质的折射率,θ1和θ2分别为入射角和折射角。
由于凸面的曲率,光线会向主光轴弯曲,经过透镜后会向主光轴汇聚。
如果凸透镜是薄透镜,则这种现象被称为正焦准,焦点位于透镜的凸面一侧。
2. 光线从凸面边缘穿过:当光线入射在凸透镜的边缘区域时,与主光轴的夹角较大,光线经过透镜时折射角度较大,甚至可能表现出反射现象。
这使得光线被分散,无法汇聚到一点上。
如果凸透镜是薄透镜,则这种现象被称为负焦准,焦点位于透镜的凸面另一侧。
凸透镜还有一些重要的性质:1. 焦点位置:凸透镜焦点的位置与凸透镜的形状和折射率有关。
一般来说,折射率越高,焦点越靠近透镜。
2. 焦距大小:焦距的大小也与凸透镜的形状和折射率有关。
凸透镜的焦距可以通过镜头的形状和曲率半径来调节。
凸透镜的应用十分广泛,例如在成像设备中可以用来聚焦光线,以产生清晰的图像。
它还可以用于眼镜、显微镜、望远镜等光学仪器中,以实现放大和观察远处物体的功能。
凸透镜与焦距凸透镜是光学实验中常见的一种光学元件,它能够将经过其中的光线进行聚焦或分散。
焦距是凸透镜表征其成像性能的重要参数之一。
本文将从凸透镜的定义和结构入手,介绍凸透镜的主要特点以及焦距的计算方法。
一、凸透镜的定义与结构凸透镜是由两个球面组成的光学透明体,通常由玻璃或塑料等材料制成。
其中一面的球心位于透镜外部,叫做凸面;另一面的球心位于透镜内部,叫做凹面。
凸透镜的凸面与凹面连接成一体,形成了透镜的整体结构。
二、凸透镜的特点1. 聚焦作用:凸透镜具有将入射光线聚集到一点的能力,这种特性被称为正聚焦。
当平行光线通过凸透镜时,会在轴上的一点处集中放大成像。
2. 薄透镜近似:当透镜的厚度相比于其曲率半径很小时,可以将凸透镜近似为一个平面透镜。
这种近似化简了焦距的计算和成像的分析。
3. 成像性质:凸透镜能够将光线经过折射后产生正立、缩小或放大的实像。
实像的位置和大小与物体的距离和大小有关。
三、焦距的计算方法焦距是凸透镜最重要的参数之一,它用来度量凸透镜的聚焦能力或成像品质。
有两个常用的方法来计算焦距:透镜公式和密立根公式。
1. 透镜公式计算焦距:透镜公式是通过物距、像距和焦距之间的关系来计算焦距的。
公式可以表示为:1/f = 1/v - 1/u其中,f为焦距,v为像距,u为物距。
当光线经过凸透镜成像于像平面时,可以通过测量物距和像距来计算焦距。
2. 密立根公式计算焦距:密立根公式是通过透镜的折射率和曲率半径来计算焦距的。
公式可以表示为:f = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2)其中,f为焦距,n为透镜的折射率,R1和R2分别是凸透镜的凸面和凹面的曲率半径。
通过测量透镜的凸面和凹面的曲率半径,以及透镜的折射率,可以计算出焦距。
四、凸透镜的应用凸透镜在光学实验和实际应用中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 光学仪器:凸透镜可以用于望远镜、显微镜和相机等光学仪器中,用于调节成像的清晰度和放大倍数。
凸透镜知识点总结一、凸透镜的原理凸透镜的工作原理是利用透镜的形状和光线的折射规律来实现的。
凸透镜是由透明介质构成的,其内部光学玻璃的折射率高于外部介质,当入射光线垂直于透镜的曲面时,透镜会对光线进行折射,从而聚焦光线或使物体看起来更大。
具体来说,当平行光线通过凸透镜时,经过折射后会汇聚到焦点上。
而当入射光线来自焦点一侧时,透镜会使光线发散。
这种性质使得凸透镜可以用来聚焦光线或放大物体。
同时,凸透镜还具有虚焦点和像的产生规律,对凹凸透镜产生的像可以按照折射规律来进行理论分析。
二、凸透镜的种类根据凸透镜的形状和使用要求,可以将凸透镜分为不同的种类,主要有:球面凸透镜、双球面透镜和非球面凸透镜。
1. 球面凸透镜球面凸透镜是最常见的凸透镜种类,它由两个球面构成,其中一面是凸面,另一面是平面。
球面凸透镜的特点是形状简单,制作工艺成本较低,适用范围广泛。
2. 双球面凸透镜双球面凸透镜是由两个球面组成,它的两面都是凸面。
这种凸透镜在实际应用中常常具有更复杂的光学特性,可以满足更多的光学设计需求。
3. 非球面凸透镜非球面凸透镜是根据实际光学要求进行设计和制造的透镜,其曲面形状不是简单的球面形状,而是更加复杂的曲面形状。
非球面凸透镜可以实现更加复杂的光学功能,满足更加特殊的光学需求。
三、凸透镜的性质凸透镜具有多种性质,包括焦距、倍率、放大率等。
其中,焦距是凸透镜最基本的性质,它是指平行光线通过凸透镜后,被折射并汇聚到的距离。
焦距是一个重要的参数,可以用于定义透镜的光学性质以及实际应用中的光学设计和调整。
另外,倍率和放大率也是常见的凸透镜性质,它们描述了通过透镜观察物体时的视觉效果。
此外,凸透镜还具有全息成像和色散等特性,这些性质决定了透镜在光学成像、激光成像、医疗诊断等领域中的实际应用效果和限制。
四、凸透镜的应用由于其独特的光学性质,凸透镜在日常生活、医疗、科学研究等领域都有重要的应用。
1. 透镜成像凸透镜常常用于成像光学系统中,包括照相机、望远镜、显微镜、放大镜等。
什么是凸透镜的意思概念成像原理凸透镜是根据光的折射原理制成的,有会聚光线的作用故又称会聚透镜,那么你对凸透镜了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是凸透镜的内容,希望大家喜欢!什么是凸透镜凸透镜是根据光的折射原理制成的。
凸透镜是中央较厚,边缘较薄的透镜。
凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,凸透镜有会聚光线的作用故又称会聚透镜,较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用,这与透镜的厚度有关。
远视眼镜是凸透镜。
凸透镜的原理凸透镜拥有放大作用。
凸透镜二倍焦距分大小,一倍焦距分实虚正倒。
将平行光线(如阳光)平行于主光轴(凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴)射入凸透镜,光在透镜的两面经过两次折射后,集中在轴上的一点,此点叫做凸透镜的焦点(记号为F,英文为:focal point),凸透镜在镜的两侧各有一实焦点,如为薄透镜时,此两焦点至透镜中心的距离大致相等。
凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离,通常以f表示。
凸透镜球面半径越小,焦距(记号为:f,英文为:focal length)越短。
凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、幻灯机、显微镜、望远镜的透镜(lens)等。
主轴:通过凸透镜两个球面球心C1.C2的直线叫凸透镜的主光轴。
光心:凸透镜的中心O点是透镜的光心。
焦点:平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是凸透镜的焦点。
焦距:焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距,用f表示。
物距:物体到凸透镜光心的距离称物距,用u表示。
像距:物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距,用v表示。
其实凸透镜和凹透镜都没有一定的焦点,只有平行于主光轴的且到主光轴距离相等的光线才会完全在主光轴上相交。
我们之所以看到许多经过凸透镜的平行于主光轴但到主光轴距离不相等的光线有一个“焦点”是因为该凸透镜镜面的曲率半径较大,光线偏折程度的差异不明显。
为了方便使用,我们把离主光轴的距离和凸透镜顶部的距离相等的两条光线的交点作为凸透镜的焦点。
凸透镜与凹透镜的应用凸透镜和凹透镜是两种常见的透镜,它们在光学领域有着广泛的应用。
下面将详细介绍凸透镜和凹透镜的应用。
一、凸透镜的应用1.放大镜:凸透镜可以将物体放大,制成放大镜,用于观察微小的物体。
2.照相机:凸透镜可以调节光线的聚焦,制成照相机的镜头,用于捕捉图像。
3.投影仪:凸透镜可以将图像投射到屏幕上,制成投影仪,用于演示和教学。
4.眼镜:凸透镜可以矫正近视,制成眼镜,帮助人们看清远处的物体。
二、凹透镜的应用1.缩小镜:凹透镜可以将物体缩小,制成缩小镜,用于观察较大的物体。
2.望远镜:凹透镜可以调节光线的发散,制成望远镜,用于观察远处的物体。
3.显微镜:凹透镜可以与凸透镜组合,制成显微镜,用于观察微小的物体。
4.隐形眼镜:凹透镜可以矫正远视,制成隐形眼镜,直接贴合在眼球上,帮助人们看清近处的物体。
综上所述,凸透镜和凹透镜在日常生活和科学研究中有广泛的应用,它们可以帮助我们更好地观察和理解世界。
习题及方法:1.习题:一个放大镜的焦距是10厘米,将物体放在放大镜前2厘米处,求物体的放大倍数。
方法:根据放大镜的公式,放大倍数 = (物距 / 焦距) * (-1)。
将物距2厘米和焦距10厘米代入公式,得到放大倍数 = (2 / 10) * (-1) = -0.2。
因此,物体的放大倍数是-0.2倍。
2.习题:一个照相机的焦距是20厘米,将物体放在照相机前50厘米处,求照片中物体的尺寸。
方法:根据照相机的公式,物体在照片中的尺寸与物体实际尺寸的比例等于焦距与物距的比例。
将焦距20厘米和物距50厘米代入公式,得到物体在照片中的尺寸与实际尺寸的比例 = 20 / 50 = 0.4。
因此,照片中物体的尺寸是物体实际尺寸的0.4倍。
3.习题:一个投影仪的焦距是15厘米,将图像放在投影仪前30厘米处,求投影到屏幕上的图像尺寸。
方法:根据投影仪的公式,图像在屏幕上的尺寸与图像实际尺寸的比例等于焦距与物距的比例。
凸透镜成像特点和规律凸透镜是一种光学仪器,由一块中央比较薄,边缘较厚的透明物体组成。
通过改变凸透镜对光线的折射和聚焦能力,可以实现物体的放大、缩小、清晰的成像。
下面将详细介绍凸透镜的成像特点和规律。
1.成像特点:凸透镜在透明物体的边缘较厚,在透明物体的中央则较薄,因此它的形状决定了它的折射能力。
当平行光通过凸透镜时,会被透镜聚焦成焦点,形成一个实像。
重点如下:1.1.凸透镜能够产生实像。
凸透镜将通过透镜中心的光线聚焦于一个点,从而形成实像。
这个实像可以被观察到,并且可以被放大或缩小,具体取决于光线的入射角度和物体到透镜的距离。
1.2.凸透镜可以放大或缩小物体。
凸透镜根据物体与透镜之间的距离,可以实现对物体的放大或缩小。
当物体离透镜较远时,成像会放大,而当物体离透镜较近时,成像会缩小。
1.3.凸透镜对不同颜色的光具有不同的折射能力。
凸透镜的折射能力和聚焦能力随着光的波长而变化。
这被称为色散现象,它使不同颜色的光通过透镜时呈现出不同的折射角度,从而形成不同颜色的焦点。
2.成像规律:凸透镜的成像规律可以通过几何光学的方法来解释。
主要的规律有:2.1.成像方程:凸透镜的成像方程为1/f=1/v+1/u,其中f为透镜的焦距,v为像距,u为物距。
根据这个公式,当物距和像距已知时,就可以求得透镜的焦距。
2.2.物像位置关系:当物体放在凸透镜的凹面一侧时,成像会出现在透镜的凸面一侧,即成像是正立的。
当物体放在凸透镜的凸面一侧时,成像会出现在透镜的凹面一侧,即成像是倒立的。
2.3.放大率:凸透镜的放大率可以通过以下公式计算:放大率=v/u。
放大率为正值时,成像是正立的;放大率为负值时,成像是倒立的;放大率等于1时,成像具有实尺寸。
2.4.焦点位置:凸透镜的焦点位置取决于透镜的曲率半径和折射率。
对于凸透镜而言,焦点的位置在透镜的凹面一侧,焦点距离透镜的距离称为前焦距;焦点的位置在透镜的凸面一侧,焦点距离透镜的距离称为后焦距。
初中科学凸透镜初中科学-凸透镜凸透镜是光学的重要工具之一,它在日常生活和科学研究中具有广泛的应用。
本文将介绍凸透镜的定义、特性、成像规律以及常见的应用。
一、凸透镜的定义凸透镜是一种中间薄,两面均凸状的透明物,它的中央比较厚,向两端逐渐变薄。
凸透镜也被称为凸面透镜或者收敛透镜。
二、凸透镜的特性1.折射作用:当光线从一种介质射入另一种介质时,会发生折射现象。
凸透镜由于曲率的存在,会使光线在进入和离开凸透镜时发生折射。
凸透镜的折射作用使得光线会向凸透镜的光轴弯曲。
2.焦点:凸透镜的特性之一是具有焦点。
凸透镜的光线在经过折射后会汇聚到一点,这个点被称为凸透镜的焦点。
凸透镜的焦点可以分为凸透镜的前焦点和后焦点。
3.焦距:焦距是指凸透镜的焦点到透镜的距离,通常用字母f表示。
焦距与凸透镜的曲率半径有关,曲率半径越小,焦距越大。
三、凸透镜的成像规律凸透镜的成像规律是通过研究入射光线与凸透镜的折射关系,可以得出以下结论:1.平行光线会经过凸透镜后,汇聚到凸透镜的焦点上。
这是凸透镜的收敛性质的体现。
2.从凸透镜的焦点射入的光线,会经过凸透镜后成为平行光线。
3.凸透镜的前焦点与后焦点的距离等于凸透镜厚度的两倍。
四、凸透镜的应用1. 凸透镜在光学仪器中的应用:凸透镜常被用于显微镜、望远镜、相机等光学仪器中,用来调节光线的聚焦和成像。
2. 凸透镜在眼镜中的应用:很多人需要佩戴眼镜来矫正视力问题,而眼镜的镜片多数采用凸透镜的原理来改变光线的入射和折射。
3. 凸透镜在太阳能设备中的应用:太阳能集热器常使用聚焦凸透镜来将阳光聚焦在太阳能电池板上,提高能源利用效率。
4. 凸透镜在显微镜中的应用:显微镜利用凸透镜的成像原理来放大显微观察的对象,使得微小的物体也能清晰可见。
总结:凸透镜作为一种重要的光学工具,在科学研究和日常生活中都扮演着重要角色。
熟悉凸透镜的定义、特性、成像规律以及应用,有助于我们更好地理解和运用光学知识。
无论是在仪器制造、医学、能源利用还是观察微观世界等领域,凸透镜都发挥着重要作用。
凸透镜冷知识凸透镜,作为光学领域中的一种重要器件,经常被用于实际应用中。
我们都知道凸透镜可以使光线聚焦,从而起到放大物体的作用。
然而,除了这些常见的用途,凸透镜还有一些冷知识,或许你还不知道。
1. 凸透镜的焦距与曲率半径成反比。
焦距是指凸透镜将平行光线聚焦为焦点所需的距离,而曲率半径则是指凸透镜曲率的半径大小。
当曲率半径增大时,凸透镜的曲率变小,焦距也会相应增大。
2. 凸透镜有一个特殊的焦距,即无穷远焦距。
当物体距离凸透镜的距离远大于焦距时,光线会被凸透镜聚焦在焦点处。
这一性质使得凸透镜可以用来设计远距离的光学系统,如望远镜。
3. 凸透镜可以用来矫正近视。
近视是由于眼球过长或者角膜过弯导致的,使得光线无法在视网膜上聚焦,从而造成模糊的视觉。
而通过使用凸透镜,可以使光线在眼球内聚焦,从而纠正近视。
4. 凸透镜还可以用来消除眼睛疲劳。
在现代社会,我们经常长时间注视电脑、手机等电子屏幕,这会导致眼睛疲劳。
而通过佩戴凸透镜眼镜,可以改变光线的聚焦方式,减轻眼睛的疲劳感。
5. 凸透镜还可以用来制作3D眼镜。
3D眼镜的原理是通过左右眼睛分别看到不同的图像,从而产生立体感。
而凸透镜可以将左右眼看到的图像分别聚焦在不同的位置,实现3D效果。
6. 凸透镜还可以用来改变图像的大小。
通过调整凸透镜与物体的距离,可以实现放大或缩小图像的效果。
这在显微镜、望远镜等光学设备中得到了广泛应用。
7. 凸透镜还可以用来测量液体的折射率。
通过将凸透镜浸入液体中,观察光线经过凸透镜的折射情况,可以计算出液体的折射率。
这一方法被广泛应用于化学、医学等领域。
8. 凸透镜还可以用来修复古老的绘画作品。
一些古老的绘画作品因为年代久远,表面出现了裂纹和损坏。
通过使用凸透镜,可以放大绘画表面的细微纹理,从而更好地进行修复工作。
9. 凸透镜还可以用来制作太阳能热水器。
太阳能热水器利用凸透镜将太阳光线聚焦在集热管上,从而将太阳能转化为热能,用于加热水。
凸透镜相关概念凸透镜是一种光学元件,具有使光线聚焦的能力。
它的基本结构由两个球面构成,其中一个球面是凸面,另一个球面是平面或凹面。
凸透镜被广泛应用于各种光学仪器中,如显微镜、望远镜、相机和放大镜等。
一、凸透镜的基本结构1. 凸透镜的形状凸透镜通常呈现出圆形或椭圆形的形状。
它的两个球面通常都是圆形或椭圆形。
2. 凸透镜的材料凸透镜可以由不同材料制成,如玻璃、塑料和水晶等。
其中玻璃是最常用的材料之一。
3. 凸透镜的参数凸透镜有三个主要参数:焦距、物距和像距。
焦距是指从透镜中心到其焦点的距离;物距是指物体与透镜之间的距离;像距是指图像与透镜之间的距离。
二、凸透镜的工作原理1. 光线经过凸透镜时会发生什么?当光线通过凸透镜时,它会发生折射。
具体来说,光线会在透镜的两个球面之间反弹。
这样,它就会被聚焦在透镜背面的一个点上。
2. 凸透镜的焦距凸透镜的焦距是指从透镜中心到其焦点的距离。
当光线垂直于透镜时,它会通过焦点。
如果光线不垂直于透镜,则会发生偏折,并且聚焦点也会发生变化。
3. 凸透镜的物距和像距凸透镜的物距是指物体与透镜之间的距离,像距是指图像与透镜之间的距离。
这两个参数可以用以下公式计算:1/f = 1/d0 + 1/di其中f是焦距,d0是物体到透镜的距离,di是图像到透镜的距离。
三、凸透镜应用领域1. 显微学显微学使用凸透镜来放大细胞和微生物等微小物体。
显微学家可以使用多个凸透镜来增强放大效果。
2. 摄影凸透镜在摄影中的应用非常广泛。
相机镜头通常包含多个凸透镜,以提高图像的清晰度和对比度。
3. 望远镜望远镜使用多个凸透镜来放大天体。
这些透镜可以将光线聚焦在一起,从而产生更清晰的图像。
4. 放大镜放大镜是最简单的凸透镜,用于放大小物体。
它们通常由一个单独的凸透镜构成。
四、总结凸透镜是一种重要的光学元件,具有使光线聚焦的能力。
它在各种领域都有广泛应用,如显微学、摄影、望远镜和放大镜等。
凸透镜有三个主要参数:焦距、物距和像距。
学习方法报社全新课标理念,优质课程资源
生活中的凸透镜
一、盛了水的玻璃杯就是凸透镜
盛满了清水的玻璃杯,就是一个凸透镜。
玻璃杯的侧面使水形成一个弯曲的表面,这很象一个中间厚、边缘薄的凸透镜(实际上是圆柱形透镜)。
水杯透镜可以象放大镜一样把东西放大;当我们把书页紧贴在水杯的侧壁上,透过水杯,就会发现书上的字被放大了。
二、用水滴做成凸透镜
在桌子上放两支刻度尺,它们之间的距离约为四厘米,在两支刻度尺下面铺上一张人民币做我们观察的对象,把一块无色透明的塑料薄膜盖在刻度尺上,把一个水滴滴在塑料薄膜上(水滴的直径约为四到五毫米),它就是一个放大镜;透过水滴可以看到钞票上的一些细小的图案都被放得很大,这说明水滴是一个放大倍数很高的凸透镜。
三、用冰也可以做凸透镜
在隆冬季节,我们也可以试着做一个冰透镜,选取一块均匀透明的冰块,把它磨制成中间厚边缘薄的形状,这就是一个凸透镜,不过,冰透镜没有水透镜那么透明,效果要差一些。
有了自制的凸透镜,我们就可以研究凸透镜的光学性质了。
能把光线会聚起来是凸透镜的重要特性,所以凸透镜又叫做会聚透镜。
用盛水的球形玻璃瓶能取火,很早以前就有人知道了,如果在向阳的窗台上,放一个盛水的透明花瓶,它的球形部分所集中的阳光可能灼坏窗帘或家具;郊游的时候,有人把空瓶抛在森林里,球形的空瓶充满雨水后,同样能会聚阳光,使周围的东西燃烧起来,一些森林火灾就是这样引起的。
用冰制造透镜,最早的记载是在我国,一千六百多年前,晋代学者张华在《博物志》中写道:“削冰命圆,举以向日,以艾承其影,则得火。
”这里冰就是指的冰透镜,艾就是指引火物——艾绒。
教材知识梳理考点1透镜透镜凸透镜凹透镜外形特征中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚对光的作用会聚发散相关概念三条特殊光线【提示】凸透镜表面越凸,焦距越短,折光能力越强.凸透镜对任何光线具有会聚作用;只有平行于主光轴的入射光线经过凸透镜后会聚在焦点上凹透镜对任何光线都有发散作用,发散指的是折射光线与入射光线相比变得发散了考点2凸透镜成像规律及其应用1.探究凸透镜成像规律实验目的:探究当物距和焦距有不同关系时,像的虚实、倒正、大小情况实验装置仪器安装调节烛焰、凸透镜和光屏,使三者的中心大致在同一高度,使像成在光屏的中央2.凸透镜成像规律及其应用像的性质物距u正倒大小虚实像距v应用u>2f倒立缩小实像2f>v>f照相机u=2f倒立等大实像v=2f间接测焦距2f>u>f倒立放大实像v>2f投影仪u=f不成像u<f正立放大虚像v>u放大镜记忆口诀一焦分虚实,二焦分大小;虚像同侧正,实像异侧倒动态规律:成实像时:物近像远像变大,物远像近像变小成虚像时:物近像近像变小;物远像远像变大成实像时,物距和像距都要大于焦距。
考点3眼睛与眼镜1.眼睛与照相机眼睛照相机成像元件晶状体、角膜凸透镜承像元件视网膜光屏看远近不同物体的调节调节晶状体的弯曲程度(调节焦距) 调节像距2.近视眼和远视眼近视眼远视眼形成原因晶状体太厚,眼球前后方向太长晶状体太薄,眼球前后方向太短成像位置在视网膜前方在视网膜后方成像情况矫正眼镜凹透镜凸透镜【提示】近视眼、远视眼规律总结:近前远后,近凹远凸.考点4显微镜和望远镜显微镜=投影仪+放大镜望远镜=照相机+放大镜物镜成倒立、放大的实像,相当于投影仪成倒立、缩小的实像,相当于照相机目镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜成正立、放大的虚像,相当于放大镜教材图片专练1.如图所示是许多同学用透镜所做的游戏,从游戏中可以看出透镜对光有会聚作用,此时亮点到放大镜的距离就是该透镜的焦距.2.找一个圆柱形的玻璃瓶,里面装满水,相当于一个凸透镜,把一支铅笔水平地放在玻璃瓶的一侧,把笔由紧靠玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动时,透过玻璃瓶会看到铅笔的像的变化情况是先变大后变小.探究凸透镜成像规律的命题点1.实验器材及其作用:凸透镜、光屏、蜡烛、光具座(光具座的长度至少为凸透镜焦距的4倍)(1)凸透镜的作用:对光线有会聚作用(2)光屏的作用:探究所成像的虚实,显示像的大小2.烛焰、透镜和光屏的位置要求:三者中心在同一水平高度(使像成在光屏的中心)3.凸透镜焦距的测量方法:平行光聚焦法(此处会考察刻度尺读数,估读到分度值的下一位)物体在二倍焦距处成倒立等大的实像4.验证光路可逆性的方法:将蜡烛与光屏位置互换,光屏上仍能成清晰的实像,但像的大小发生变化5.判断成像大小的方法:可以根据物距和像距的大小关系:u >v 倒立缩小实像u<v倒立放大实像u=v倒立等大实像6如果原先u >v 倒立缩小实像,保持蜡烛和光屏的位置不动,移动凸透镜,使此时的物距等于原来的像距,根据光路可逆可知,光屏上再次出现烛焰倒立放大的实像7将原来的凸透镜更换为一个焦距较小的凸透镜后,由于焦距变小,折光能力变强,像会成在光屏的前方,所以需要在蜡烛和凸透镜之间放置一个可以使光线发散的凹透镜8.引申拓展(1)光屏上找不到像的原因:A 凸透镜、烛焰和光屏的中心不在同一高度B蜡烛位于凸透镜的一倍焦距内或蜡烛在焦点上C像的位置超出了光具座的范围(2)用发光二极管代替蜡烛的目的:让所成的像稳定并容易比较大小(3)成虚像时眼睛的位置:在光屏一侧观察(4)实验中,不但虚像可以用肉眼直接看到,实像也可以用肉眼直接看到。
光学凸透镜原理
凸透镜是一种透镜,其形状呈现凸面。
光线经过凸透镜时,会被折射或偏折,从而改变光线的传播方向和角度。
凸透镜的原理基于折射定律,即光线从一种介质射向另一种介质时,入射角和折射角之间有一定的关系。
根据折射定律,当光线从空气射向透明介质(如玻璃),入射角越大,折射角也会变大。
而凸透镜的形状使得在光线进入透镜时,光线在透镜的弯曲表面上先聚焦(即将光线集中到一点),然后再散开。
凸透镜的聚焦能力使得它具有一些重要的应用。
例如,在光学显微镜中,凸透镜将聚焦光线于被观察物体上,使得人眼能够清晰看到物体的细节。
在摄影中,凸透镜被用于将光线聚焦在感光元件上,以便捕捉清晰的图像。
同样,在眼镜和放大镜中,凸透镜的聚焦能力使得人们能够看到更清晰的图像。
需要注意的是,凸透镜不仅可以使光线聚焦,也可以使光线发散。
具体来说,当光线从透镜的凸面射向凸透镜时,光线会向外散开。
这使得凸透镜有时也被用作照明设备,例如路灯和汽车大灯。
总之,凸透镜利用折射定律和其特殊形状,能够使光线改变传播方向和角度,从而实现聚焦和发散的功能。
这使得凸透镜在光学和光学器件中具有广泛的应用。
凸透镜部分知识点总结一、基本原理凸透镜的基本原理是利用透镜的凸面使光线在通过透镜时产生折射,并产生焦距,使平行光线聚焦成一个点。
凸透镜可以将发散的光线聚焦成一个点,也可以将平行的光线聚焦成一个点。
凸透镜主要根据其形状和折射特性来实现光线的聚焦。
二、分类根据凸透镜的形状和折射特性,可以将其分为不同的类型。
主要分为以下三种:1. 凸透镜根据其形状可以分为:球面凸透镜和非球面凸透镜。
球面凸透镜的曲率是相对均匀的,非球面凸透镜的曲率则不是均匀的,可以根据需要设计成各种形状。
2. 凸透镜根据其折射特性可以分为:正透镜和负透镜。
正透镜会使平行光线聚焦成一个实际焦点,以正透镜的中心为零点,其焦距是正数;负透镜则会使平行光线聚焦成一个虚拟焦点,以负透镜的中心为零点,其焦距是负数。
三、特性凸透镜具有以下几个主要特性:1. 聚焦性:凸透镜可以将发散的光线聚焦成一个点,也可以将平行的光线聚焦成一个点。
2. 焦距调节性:通过调节凸透镜与物体之间的距离,可以改变透镜的焦距,实现对光线的聚焦。
3. 成像性:凸透镜能够在透镜后方的成像平面上产生清晰的物体成像。
4. 折射特性:凸透镜能够使光线在通过透镜时发生折射,并产生焦距。
四、应用凸透镜在现实生活中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 光学仪器:凸透镜被广泛应用于各种光学仪器中,如望远镜、显微镜、相机镜头等,用于对光线的聚焦、成像等操作。
2. 光学通信:凸透镜被应用于光学通信中,用于光信号的传输和接收,起到了重要的作用。
3. 医疗器械:凸透镜在医疗器械中也有广泛的应用,如眼镜、显微镜等,用于矫正视力和观察微观结构等操作。
4. 光学成像:凸透镜在成像领域也有重要的应用,如人眼的晶状体就是一种凸透镜,用于调节光线的折射,实现对物体的成像。
总之,凸透镜作为一种光学器件,在现实生活中有着广泛的应用。
通过了解凸透镜的基本原理、分类、特性和应用,不仅可以更好地理解凸透镜的工作原理,还可以更好地应用于相关领域,发挥其在光学设备中的重要作用。
凸透镜的五种成像规律凸透镜,听起来像个高大上的词,其实就是我们生活中常见的那种透镜。
它像个小魔法师,把光线聚拢,让东西变得清晰。
说到凸透镜,咱们就得聊聊它的五种成像规律。
今天我就来跟你唠唠这个,轻松点,幽默点,保证让你看完笑着点头。
咱们得说说当物体在焦点外时。
这个时候,物体的影像就会反转过来,变得小巧玲珑。
就好比把一个大西瓜放在桌子上,透过透镜,你看到的却是一个小巧的西瓜影像,真是神奇呀!这种情况经常出现在我们拍照的时候,咱们用手机的镜头,恰好就是这种效果。
影像还会在像纸上形成,谁不想一张完美的自拍呢?简直让人欢喜得想跳起来。
再往下说,当物体在焦点和透镜之间时,这时候就出事了。
影像变得直立,放大,简直就像看到了变魔术的瞬间,真让人惊叹。
想象一下,一个小花瓶,放在透镜前面,它的影像在透镜后面,就像变成了个大花瓶,摆在那里,仿佛在跟你说:“看我多美!”这时候,心情就特别好,仿佛在看一场精彩的表演。
说到焦点,就不得不提它的位置。
焦点的位置可是决定成像效果的关键。
如果你把物体放在焦点的位置,透镜后面几乎没有影像。
这就好比你去一个派对,结果发现自己是个透明人,没人注意到你,真是让人感到失落。
这个时候影像变得模糊不清,完全没有存在感。
哎,真是个尴尬的场面。
而当物体在焦点和透镜之间,透镜就像变戏法的高手,把影像放得大大的,还特别直立。
这个时候,就像在逛动物园,看到了一只巨大的长颈鹿,心里乐开了花。
可要小心了,这种成像可不太适合用来拍照,因为它不太稳定,稍微一动就乱了套,拍出来的照片估计得让你笑掉大牙。
咱们还得提到一个有趣的现象,那就是物体在无穷远的时候,透镜的影像就会变得特别小,还特别清晰,仿佛回到了小时候,看到的每个事物都是那么简单。
这个时候,你可能会想起一颗星星,远远的闪烁着,虽然小,但却异常美丽。
这样的影像,清晰到让人心醉,仿佛能看见那星星背后的故事,令人向往。
凸透镜的成像规律就像生活中的种种经历,每种情况都有它独特的风景和感受。
凸透镜与凹透镜的成像规律与计算方法一、凸透镜成像规律1.物距与像距的关系:凸透镜成像时,物距(u)与像距(v)之间存在以下关系:1/f = 1/v - 1/u,其中f为凸透镜的焦距。
2.成像情况:根据物距与焦距的关系,凸透镜成像分为以下几种情况:(1)当u > 2f时,成倒立、缩小的实像,应用于照相机、摄像机等。
(2)当2f > u > f时,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机、投影仪等。
(3)当u < f时,成正立、放大的虚像,应用于放大镜等。
二、凹透镜成像规律1.成像情况:凹透镜成像时,物距(u)与像距(v)之间存在以下关系:1/f = 1/v - 1/u,其中f为凹透镜的焦距。
根据物距与焦距的关系,凹透镜成像分为以下几种情况:(1)当u > f时,成倒立、缩小的实像。
(2)当u < f时,成正立、放大的虚像。
2.发散作用:凹透镜对光线具有发散作用,使通过透镜的光线推迟会聚。
三、凸透镜与凹透镜的计算方法1.凸透镜焦距的计算:当已知凸透镜成像时的物距(u)和像距(v)时,可以通过以下公式计算凸透镜的焦距(f):1/f = 1/v - 1/u2.凹透镜焦距的计算:当已知凹透镜成像时的物距(u)和像距(v)时,可以通过以下公式计算凹透镜的焦距(f):1/f = 1/v - 1/u四、凸透镜与凹透镜的应用1.凸透镜的应用:照相机、摄像机、幻灯机、投影仪、放大镜等。
2.凹透镜的应用:近视眼镜、防盗报警器、激光准直等。
综上所述,凸透镜与凹透镜的成像规律与计算方法是光学中的重要知识点。
掌握这些知识,有助于我们更好地理解和应用光学设备。
习题及方法:1.习题:一个凸透镜的焦距是10cm,一物体放在凸透镜前20cm处,求:a)成像情况b)像的大小c)由凸透镜成像规律可知,物距大于2f时,成倒立、缩小的实像。
d)物距为20cm,焦距为10cm,物距是焦距的二倍,所以成倒立、缩小的实像。
凸透镜与凹透镜镜子的发明和应用给人类的生活带来了很多便利。
在镜子的背后,有一种特殊的光学器件,这就是透镜。
透镜有很多种类,其中最常见的包括凸透镜和凹透镜。
本文将介绍透镜的基本原理、特性以及应用。
1. 凸透镜凸透镜是一种中央较薄边部较厚的透镜。
它可以将平行光线汇聚到一个焦点,该焦点位于透镜的另一侧。
凸透镜的中心是最薄的地方,称为光心。
焦点与光心之间的距离称为焦距。
凸透镜具有放大的效果。
通过将物体放在凸透镜的一侧,我们可以看到一个放大的倒立的影像。
这是由于凸透镜使通过它的光线发生折射,与之相交的光线汇聚到焦点上。
所以,当我们看向透镜的一侧时,实际上是在看物体的放大像。
凸透镜的应用非常广泛。
在生活中,我们经常使用凸透镜来改善视力问题。
眼睛中的晶状体就是一种凸透镜,它可以调节焦距来使物体清晰地呈现在视网膜上。
此外,凸透镜还广泛应用于相机镜头、放大镜、显微镜等光学设备中。
2. 凹透镜凹透镜是一种中央较厚边部较薄的透镜。
与凸透镜相反,凹透镜会将平行光线分散开。
因此,凹透镜的焦点位于透镜的同侧。
凹透镜的中心仍然是最薄的地方,也是光心。
凹透镜引申出一个重要的概念,即虚焦点。
当平行光线通过凹透镜后,会被分散开,使其看起来来自于一个特定的点,而实际上并不存在。
这个点就是虚焦点。
当我们用眼睛观察凹透镜的一侧时,物体会被观察到放大,但是倒立。
凹透镜也有许多实际应用。
例如,用于纠正近视的眼镜就是凹透镜。
这些眼镜使通过它们的光线分散,从而使视网膜上的像变得清晰。
此外,凹透镜也用于现代光学仪器中,如反射望远镜、投影仪等。
总结:透镜是光学的重要组成部分,其中凸透镜和凹透镜是最常用的两种类型。
凸透镜可以将平行光线汇聚到一个焦点上,放大像的同时倒立。
凹透镜则将平行光线分散开,产生一个虚焦点,使物体放大且倒立。
凸透镜和凹透镜广泛应用于眼镜、相机镜头、显微镜、望远镜等光学仪器中,为人们的日常生活和科研活动提供了很大的便利。
辨别凸透镜和凹透镜的方法
辨别凸透镜和凹透镜的方法主要有以下几种:
1. 观察光线折射方向:凸透镜是凸起的,当光线从空气中通过凸透镜时,会向透镜的中心线(光轴)聚焦,即光线会向透镜中心线弯曲。
而凹透镜是凹陷的,光线从空气中通过凹透镜时,会离开透镜中心线,即光线会向透镜外弯曲。
2. 观察焦点位置:凸透镜的焦点在透镜的正面,而凹透镜的焦点在透镜的背面。
3. 观察透镜的形状:凸透镜中心比两边厚,边缘较薄;而凹透镜中心比边缘薄。
4. 使用火柴棒实验:将一个火柴棒放在透镜的中心线上垂直于透镜表面,若火柴棒通过透镜变大,则是凸透镜;若火柴棒通过透镜变小,则是凹透镜。
5. 利用光聚焦的性质:使用透镜聚焦一束光线,观察光束通过透镜后的聚焦点。
凸透镜可以将光线聚焦到一个点上,而凹透镜无法将光线聚焦到一个点上,而是将光线散开。
需要注意的是,对于比较小的透镜,可以直接观察透镜的形状和焦点位置来判断凸透镜和凹透镜;而对于较大的透镜,可以利用光线的折射方向或使用专业的实验仪器来准确判断。
原理凸透镜__________________,这样才能使烛焰的像成在_________.实验中,我们所说像的倒立或正立,是相对于__________________的.7.在探究凸透镜成像的实验中,在屏上出现的像一定是_________像(填“虚”或“实”). 8.一个凸透镜的焦距为12㎝,当物体与透镜的距离为34㎝时,透镜所成的像的特点是_____ 、_______ 、______,当物体与透镜的距离为24㎝时,透镜所成的像的特点是_____、_____ 、_____,当物体与透镜的距离为14㎝时,透镜所成的像的特点是、______、_______; 当物体与透镜的距离为4㎝时,透镜所成的像的特点是_____、_____、____。
9.在用光具座研究凸透镜成像规律的实验中:(1)测量凸透镜的焦距如图所示,则该凸透镜的焦距为____cm.(2)将_______、________、________依次放在光具座上.点燃蜡烛后,调节它们的中心大致在________________________上.(3)当烛焰距凸透镜30cm时,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰的倒立、_______的实像。
10.在“研究凸透镜成像规律”时,将凸透镜、蜡烛和光屏放在如图甲所示的光具座上进行(凸透镜的焦距f已知):(1)若在图中C位置上放置光屏,则B位置上应放置;(2)实验过程中,应测量物距u和像距υ,并记录的性质特点;(3)若烛焰在光屏上所成的像如图乙所示,为使像能清晰地呈在光屏中央,应将凸透镜向移动(选填“上”或“下”);(4)实验发现:当物距在范围时,像都能在光屏上承接;当物距在范围时,凸透镜成缩小的像。
11.小华参观展览会,在一个小展室里可见一个女导游在介绍商品,试着与她握手,却发现是一个虚拟导游,可望不可及。
后来他发现这个女导游只是在一个玻璃屏风后倒立的电视机屏幕上经过处理的一个形象而已。
则这个玻璃屏风是________镜,这个虚拟导游是________像(填“虚”、“实”),电视机屏幕与玻璃屏风的距离应满足的条件是___________________。
二、选择1.如图所示,一玻璃砖内有一凸形气泡,一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面,通过玻璃砖后,光线将会()A.仍然平行B.会聚C.发散D.无法确定2.一束光在空气中经凸透镜折射后,下列说法中正确的是()A.一定是平行光束B.一定是会聚光束C.折射光束比原来的光束会聚一些D.一定是发散光束3.一蜡烛位于凸透镜前3倍焦距处,在它移近凸透镜1.5倍焦距过程中,光屏的像将()A.变大B.变小C.先变小,后变大D.先变大,后变小4.物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中,像的大小和速度将()A.像变大,速度变大B.像变大,速度不变C.像变小,速度变小D.像变小,速度不变5. 一个焦距是10cm的凸透镜,当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中().A.像逐渐变大,像距逐渐变小B.像逐渐变小,像距逐渐变大C.像逐渐变大,像距逐渐变大D.像逐渐变小,像距逐渐变小6.如果要使距透镜15cm处的光屏上得到清晰、缩小实像,测应选择的凸透镜的焦距为()A.5cm B.10cm C.15cm D.20cm7.光屏上得到一个倒立、缩小实像,物体到凸透镜的距离为10cm,则透镜焦距可能为()A.3cm B.5cm C.7cm D.14cm8.某兴趣小组同学在研究凸透镜成像规律实验时,记录并绘制了物体离凸透镜的距离u跟实像到透镜的距离v之间的关系(如图),则凸透镜的焦距为()A、60cmB、40cmC、20cmD、10cm9.在光具座上做“研究凸透镜成像”实验,当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时,恰能在光屏上观察到清晰的像,那么凸透镜的焦距( )A.一定大于20cm B.一定在10~16cm之间C.一定小于8cm D.一定在8~10cm之间10.物体距凸透镜20㎝时,在凸透镜的另一侧距镜30㎝的光屏上得到清晰的像是()A.放大的 B.缩小的 C.等大的 D.无法判断11.用一个凸透镜成像时,下面说法正确的是()A.实像总是正立的,虚像总是倒立的B.实像和虚像都可能是放大或缩小的C.成实像时,物体离凸透镜越近像越大D.成虚像时,物体离凸透镜越近像越大12.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个倒立放大的像,若保持凸透镜位置不变,把烛焰和光屏的位置对调一下,则()A. 光屏上仍能得到一个倒立放大的像B. 光屏上得到一个倒立缩小的像C. 透过透镜可观察到一个正立放大的像D. 光屏上没有像,需调节光屏位置才能成13.一个物体放在凸透镜前时,在透镜的另一侧距离透镜20 cm的光屏上得到了一个清晰放大的物体的像,若把物体移至透镜前20 cm处,为了仍能在透镜另一侧光屏上得到清晰的像,则光屏的移动方向和所成像的大小为()A.光屏靠近透镜,成缩小的像B.光屏靠近透镜,成放大的像C.光屏远离透镜,成放大的像D.光屏远离透镜,成缩小的像14.把凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一物体放在此透镜的主光轴上距透镜30cm处,则在透镜的另一侧可得到一个()A. 倒立放大的实像B. 倒立缩小的实像C. 正立放大的虚像D. 正立缩小的虚像15.凸透镜焦距为12cm,物体在主光轴上,当距透镜15 cm和6cm时,两次所成的像:( ) A.前者成缩小的虚像,后者成放大的实像B.都成放大的实像C.前者成倒立的、放大的实像,后者成放大的、正立的虚像D.都成正立的虚像16.如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出),当蜡烛和透镜放在图示位置时,通过移动光屏,可以在光屏上得到与物体等大的像。
若透镜位置不变,将蜡烛移到刻度为30cm处,则()A.移动光屏,可以在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏,可以在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏,可以在屏上得到正立放大的像D.不论光屏移到什么位置,都不能在屏上得到清晰的像17.凸透镜成像实验中光屏上成实像,如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半,则().A.屏上不能成像B屏上仍能成完整的像,但比原来暗C.屏上不能成完整的像D.屏上仍能成完整的像,且和原来的像没有任何不同18.在研究凸透镜成像的实验中,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏,在光屏上都不能形成烛焰的像,其原因可能是[ ]A.蜡烛放在了凸透镜的2倍焦距以外B.蜡烛放在了凸透镜的2倍焦距处C.蜡烛放在了凸透镜的焦距以外D.蜡烛放在了凸透镜的焦距以内19.某同学经过实验探究,写出了如下一些结论,你认为她的记录中不正确的是:( ) A.凡是实像,都是倒立的B.凡是虚像,都是正立的C.凸透镜所成的实像,既有放大的,又有缩小的D.凸透镜所成的虚像,既有放大的,又有缩小的20.关于实像和虚像,下列说法正确的是:( )A.实像能用光屏承接,虚像也能用光屏承接B.实像是光的折射形成的,虚像是光的反射形成的C.实像是实际光线会聚而成的,虚像是光线反向延长线的交点D.实像是实际存在的像,虚像是实际不存在的像21.(多选)在做凸透镜成像的实验中发现,当物距u=5㎝时,成正立的像,当物距u=8㎝时,成倒立的像,则下列判断中正确的是()A.u=17㎝时,一定成缩小的实像B.u=14㎝时,可能成缩小的实像C.u=10㎝时,一定成放大的像D.u=4㎝时,一定成放大的实像三、探究与实验题1.在“验证凸透镜成像规律”的实验中,实验报告如下,请填写空格处的内容。
实验目的:验证凸透镜成像规律。
实验器材:凸透镜、光屏、__________、蜡烛和火柴等。
实验步骤:(1).记录凸透镜的__________。
(2).安装和调试实验装置时,应使凸透镜和光屏的中心跟烛焰的中心大致在__________ 。
(3).固定凸透镜的位置,将蜡烛放在适当的位置后,移动__________找像,在移动过程中,眼睛要注意规察光屏上的像直到清晰为止。
测量并记录此时的物距和像距。
2、在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中:1)如图甲所示,一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后,在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。
由图可知,凸透镜对光线具有__________作用,该凸透镜的焦距是__________cm。
2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上,点燃蜡烛后,无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像,请你指出其中一条可能的原因______________________________________.3)调整后,把烛焰放在距凸透镜16cm处时(如图乙),在凸透镜另一侧前后移动光屏,会在光屏上得到一个倒立、__________ 的实像(填写像的性质);__________ (填光学仪器)就是利用这一成像规律工作的。
如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向__________ (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动。
3.小亮同学按探究凸透镜成像规律:要求进行观察和测量,并将观测情况记录在下表中:实验序号物距/cm 像距/cm 像的性质1 20 6.7 倒立、缩小的实像2 15 7.53 10 10 倒立、等大的实像4 7.5 倒立、放大的实像5 4 ——正立、放大的虚像(1)此凸透镜的焦距为__________m.(2)在表中填出实验序号2中像的性质,实验序号4中像距的大小.(3)当蜡烛从远处向透镜靠近时,仍要在光屏上得到清晰的像,光屏应向____(选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动.四、在各图的方框内填上适当的光学元件文章。