10031606常见的光学仪器
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常见光学仪器
常见光学仪器包括:
1. 显微镜:用于观察微小物体的仪器,可以放大和清晰地看到细胞、微生物等细微结构。
2. 望远镜:用于观察远处物体的仪器,可以放大天体、地表景物等。
3. 光谱仪:用于分析物质的光谱特性的仪器,可以分解出物质的光谱线并测量其波长、强度等信息。
4. 分光计:用于测量光的波长、颜色、强度等性质的仪器,常用于分析色光、反射率、吸光度等。
5. 激光器:产生高强度、高单色度、高聚束度的激光光源,广泛应用于科研、医疗、测量等领域。
6. 折射仪:用于测量材料的折射率,常用于研究材料的光学性质和质量控制。
7. 照相机:将光学图像转化为电信号记录下来的设备,用于拍摄静态或动态的视觉信息。
8. 光学显微成像系统:集合了光学显微镜和成像设备的系统,用于高质量、高分辨率的显微观察和图像记录。
9. 激光扫描共聚焦显微镜(LSM):利用激光扫描和共聚焦技术,实现在三维空间中高分辨率的活体细胞成像。
10. 光纤光谱仪:利用光纤传输光信号并进行分光分析,可进行远程和实时的光谱测量。
本节前言第五节常用的光学仪器大约400多年前,荷兰的米德堡城里住着一个磨眼镜片名叫詹森的玻璃技师。
他的两个男孩又天真又淘气。
一次詹森因事外出,弟兄俩爬上他的工作台玩玻璃片。
他们用铜管两端放上玻璃片,对准一本书看去。
新奇的事出现了,一个逗号竟象一个胖蝌蚪似地爬在那里。
詹森后来做了更高明的管子:管子细长,两端各固定一块凸透镜,管子的长度还可以调整。
这便是1590年制成的第一具显微镜。
詹森的生意就越来越兴隆。
名声很快传了出去。
这消息传到伽利略耳里时,竟成了荷兰有人发明了可以看见远处物体的仪器。
在这一误传之下,伽利略制成了第一具望远镜。
1827年,法国写生画家达格尔开始钻研摄影术。
他拿所有的钱去向光学家购买贵重的透镜,向药房买药品,不分昼夜地一个人关在暗室里。
达格尔把一片铜板镀了银,把它放在水银蒸汽中,然后把这张片子装到摄影机上,对准物体进行拍照,拍照后再作一番处理,片子上有光照的地方就会变成黑色。
因为达格尔制成的镀银铜板感光性能很差,所以拍一次照片十分费事。
一个人要照像,得先在脸上涂一层白粉,然后在摄影机前一动不动地坐上半小时。
我们现在所运用的显微镜、望远镜、照相机在构造上、功能上与早期相比都有了很大改进。
这节中我们对它们的结构,工作原理作具体介绍,并结合动画来生动演示各自的成像过程。
§1.5常用的光学仪器观察很小或很远的物体时,我们凭肉眼往往看不清楚,这时就要凭借相应的仪器——显微镜和望远镜来增大观察物体时的视角,从而能最大限度地看清物体。
为了把观察到的景物记录下来,还需要使用照相机。
显微镜显微镜是用来观察细菌、动植物组织、金属结构等细微物体的光学仪器。
显微镜的主要部分是装在镜筒两端的两组透镜。
每组透镜都相当于一个凸透镜,对着物体的一组叫做物镜,对着眼睛的一组叫做目镜。
物镜的焦距很短,目镜的焦距较长。
图中展示的是利用显微镜观察到的微生物(单细胞海藻)的情况。
我们将样品放置在载玻片上,盖上覆片。
北师大版物理八年级下册第六章知识点+测试题第六章:常见的光学仪器一.基本知识点归纳:1.凸透镜:有两个虚焦点。
1)外观:表面是球面的一部分,中间厚,边缘薄,由透明材料制成。
2)光学特点:对光线具有会聚作用①正确看待凸透镜对光线的会聚作用:光线经透镜折射后,折射光线相对于入射光线原来的传播方向,更靠近主轴。
②凸透镜越厚,它表面的弯曲程度越大,折光能力越强,其焦距越短。
3)成像规律及应用:①U>2f: f<V<2f,成倒立缩小的实像应用:照相机②U=2f: V=2f,成倒立等大的实像应用:——③2f>U>f:V>2f,成倒立放大的实像应用:幻灯机,投影仪④U<f:成正立放大的虚像应用:放大镜规律简化总结:①一倍焦距分虚实,两倍焦距分大小。
②成实像时:物远像近,物近像远,像近像小,像远像大。
③成虚像时:物远像远,物近像近,像近像小,像远像大。
④成实像时,像与物比较:上下,左右均相反;而成虚像时,像与物上下,左右均相同。
这点与平面镜有所区别!2.光学仪器的操作1)照相机的操作:①若要扩大照相范围,就要让像变小,具体操作方法是:增大照相机与被拍照物体的距离以增大物距,同时缩短暗箱长度以减小相距.②照相机镜头上沾有少量灰尘对成像效果影响不大, 灰尘由于距离镜头太近,故它不会通过凸透镜成实像呈现在底片上。
但它会遮挡住部分射到镜头上的光,使像的亮度受到一定的影响。
2)幻灯机的操作:①由于物体通过幻灯机的镜头成的是倒立的像,故幻灯片要倒插。
②若觉得屏幕上的图像太小,则应该减小幻灯片到镜头的距离,同时增大镜头到屏幕的距离。
3)放大镜的操作:①要利用放大镜看到物体正立放大的虚像,必须保证物体到放大镜的距离小于一倍焦距。
若物体到放大镜的距离大于一倍焦距,则我们看到的就是倒立的实像了。
②如果要想将物体的像放大得更多一些,则应该稍稍增大物体到放大镜的距离,但要保证这个距离不能超过一倍焦距。
3.眼睛1)原理:U>2f,成倒立缩小的实像(与照相机相同)眼睛的晶状体相当于照相机的镜头,瞳孔相当于照相机的光圈,眼睑相当于照相机的快门,视网膜相当于照相机的底片。
常见的光学仪器一、透镜:折射面是两个球面,或者一个是球面,另一个是平面的透明体,即为透镜。
(1)透镜分类①凸透镜:中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。
凸透镜对光有会聚作用。
它有两个实焦点。
②凹透镜:中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。
凹透镜对光有发散作用,它有两个虚焦点。
(2)常见的透镜:不仅近视眼镜、远视眼镜是透镜,透镜还是组成照相机、投影仪、显微镜、电影放映机等光学仪器的重要元件。
一滴水也相当于一个凸透镜。
(3)透镜的主光轴和光心,如图所示。
通过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴,简称主轴;主光轴上有个特殊的点,通过它的光线传播方向不改变,这个点叫透镜的光心。
(在透镜的几何中心)二、透镜对光线的作用(1)凸透镜有会聚光线的作用,又叫会聚透镜。
凸透镜能使平行于主光轴的平行光会聚于主光轴上的一点,这个点叫做焦点,焦点到光心的距离叫做焦距,每个凸透镜都有两个实焦点。
根据光路可逆,从凸透镜焦点射出的光线经凸透镜后平行射出。
因此,利用凸透镜可获得平行光,只要把光源放在焦点上。
凸透镜越凸,折光能力越强,焦距越短。
(2)凹透镜有发散光线的作用,又叫发散透镜。
平行于主光轴的光线折射后发散,反向延长线过虚焦点,它的可逆光路是射向虚焦点的光线,折射后平行于主光轴。
凹透镜不只对平行光起发散作用,对任何通过它的光线都起发散作用。
(3)如何正确理解透镜的会聚作用和发散作用①凸透镜(凹透镜)对光线的会聚(发散)作用是指从透镜射出的光线相对入射光线加大了会聚程度或减小了发散程度(加大了发散程度或减小了会聚程度),即光线经过凸透镜(凹透镜)后并不一定会聚到一点(发散不相交),只不过比原来的传播方向更靠近(远离)主光轴。
②会聚作用与会聚光线是不同的,发散作用与发散光线是不同的,即会聚作用射出的不一定是会聚光线,发散作用射出的不一定是发散光线。
如图甲是凸透镜的会聚作用,图乙是凹透镜的发散作用;图乙出射的是会聚光线,图甲的出射光线是发散光线。
第六章常见的光学仪器及其应用
一、单元复习目的
1.知识与技能
(1)进一步的理解凸透镜成像规律及其在生活中的应用。
2.过程与方法
(1)根据观察结果,进行分析,提出有针对性的建议和意见。
(2)通过对成像规律的分析,尝试解决生活中的一些实际问题。
3.情感态度与价值观
(1)通过课外知识的引导,领略自然现象的美妙。
二、教学难点:
1.引导学生归纳知识结构评价标准。
2.师生对信息技术与课程整合的适应。
三、复习内容
本章的知识重点是透镜对光的作用和凸透镜成像的各种情况。
四、知识梳理
五、教学课时:三课时
第一课时一、复习过程
(1)透镜
1、名词:薄透镜:透镜的厚度远小于球面的半径。
主光轴:通过两个球面球心的直线。
光心:(O)即薄透镜的中心。
性质:通过光心的光线传播方向不改变。
焦点(F):凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这个点叫焦点。
焦距(f):焦点到凸透镜光心的距离。
2、典型光路
3、填表:
例题1:1、(2006 广州)画出图13中的光线AB经过凸透镜后的径迹.
2、(2006 北京朝阳区)如图9
3、(2006 四川乐山)在图1中完成透镜的光路图.
4、(2006 厦门)在图12中,完成光线从左边射向凸透镜折
射后,再射向凹透镜折射后的光路。
名称又名眼镜
实物
形状
性质
凸透镜会聚透镜老花镜对光线有会聚作用
凹透镜发散透镜近视镜对光线有发散作用
F F F F
F
F
图9
例2 (2006 临沂市)李明同学的妈妈发现李明自从上了初中以后,学习比原来更刻苦了,但也发现李明看书时眼睛与书的距离比正常情况越来越近了,请你在下列判断及矫正措施中选出正确的一项向李明同学说明()
A.李明同学已患上近视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
B.李明同学已患上近视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
C.李明同学已患上远视眼,需要佩戴用凸透镜制成的眼镜
D.李明同学已患上远视眼,需要佩戴用凹透镜制成的眼镜
(2)凸透镜成像规律及其应用
1、实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛
焰的像成在光屏中央。
若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
物距
像的性质
像距应用倒、正放、缩虚、实
u>2f 倒立缩小实像f<v<2f 照相机
f<u<2f 倒立放大实像v>2f 幻灯机
u<f 正立放大虚象|v|>u 放大镜
1、凸透镜到物体的距离大于2倍焦距时,成倒立、缩小的像。
这个像是物体射向凸透镜的光经过凸透镜后会聚成的,能用光屏显现出来,叫做实像。
照相机就是利用上面的原理制作的。
例题3:(2006 桂林)一次,小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水,透过水滴看下去,他发现压在台板下面的动画图片上的文字变大了。
这是由于此时的水滴相当于一个,图片上的文字经过水滴折射后形成一个放大的像(选填“实”或“虚”)。
例 4 (2006 南通) 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)将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上.点燃蜡烛后,
调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在_______________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._______就是利用这一成像规律工作的(填光学仪器).
2、在用凸透镜成像的实验中,当物体到凸透镜的距离在2倍焦距和焦距之间时,成倒立、放大实像。
幻灯机就是利用凸透镜能成倒立、放大的实像这个原理制成的。
实验表明,当物体到凸透镜的距离小于焦距时,成正立、放大的虚像。
放大镜就是一个短焦距的凸透镜,靠近被观察的物体,用来观察物体正立放大的虚像。
三、堂上练习
1、(2006 内蒙)给你一个透镜,不知道是凸透镜还
是凹透镜,请你简要写出三种判断方法。
答:(1)
(2)
(3)
2、(2006 泰安)根据下面两图中的入射光线或折射线,
分别作出相应的折射光线或入射光线。
3、(2006襄樊)在圆形鱼缸中喂养着的鱼,看起来要比真实的鱼大,这是因为圆形鱼缸相当于一个_ 镜。
4、(2006 黑龙江)在森林里决不允许随地丢弃透明饮料瓶。
这是由于雨水进
入饮料瓶后相当于一个_________镜,对太阳光有_________作用,可能会导致森
林火灾。
四、教学反思
第二课时
一、复习过程
图8
例题1:(2006宜昌)物体通过凸透镜可以在光屏上形成倒立放大的实像,下列哪个光学仪器应用了这种成像原理()
A.照相机 B.放大镜 C.幻灯机 D.汽车后视镜
例题2:(2006 成都)关于四种光学仪器的成像情况,下列说法中正确的是()
A.放大镜成正立、放大的实像
B.照相、机成正立、缩小的实像
C.幻灯机成倒立、放大的实像
D.近视眼镜成正立、放大的虚像
(4)眼睛:晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。
近视眼:物体成像在视网膜前,用凹透镜矫正
远视眼:物体成像在视网膜后,用凸透镜矫正。
例3 (2006 镇江)常见的视力缺陷有近视和远视.右图是一位视力缺陷人员的眼球成像示意图,他的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是()
A.远视眼,凸透镜 B.远视眼,凹透镜
C.近视眼,凸透镜 D.近视眼,凹透镜
例 4 (2006 长春)人的眼球好像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个_______________透镜,来自物体的光会在视网膜上形成一个_______________的像(选填“正立”或“倒立”)。
如果长期不注意用眼卫生,会导致近视。
有一种治疗近视眼的手术,采用激光对角膜进行处理,使晶状体和角膜构成的透镜对光的偏折能力变得_______________些(选填“强”或“弱”)。
二、堂上练习
1、(2006 河北)小明在探究凸透镜成像规律时,保持凸透镜的位置不变,先后把蜡烛放在a、
b、c、d四点并分别调整光屏的位置,如图2所示,探究后他总结出下列说法。
其中正确的是() A.照像机是利用蜡烛放在a点的成像特点制成的
B.放大镜是利用蜡烛放在b点的成像特点制成的
C.幻灯机是利用蜡烛放在d点的成像特点制成的
D.蜡烛放在b点成的像比它放在c点成的像大
2、(2006 衡阳)人的眼睛像一架照相机,晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜。
当人观察物体时,物体在视网膜上所成的像是()
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像D.正立、放大的实像
3、(2006 北京市)一束平行光线经过凸透镜折射后的传播方向如图16甲所示,由图可知,此透镜的焦距为 cm;当把烛焰放在此凸透镜左侧12cm处时,如图16乙所示,则从该凸透镜右侧通过透镜可以看到一个、放大的虚像(填:“正立”或“倒立”)。
4、根据图3—4(a)中入射光和出射光的情况在方框内填上一个适当的光学元件.
三、教学反思
第三课时
一、复习过程
例题1:(2006 成都)某照相机镜头焦距为10cm,小刚用它来给自己的物理小制作参展作品照相,当照相机正对作品从50cm处向12cm处移动的过程中()
A.像变大,像距变大
B.像变大,像距变小
C.像先变小后变大,像距变大
D.像先变小后变大,像距变小
例题2:(2006 福州)如图12所示,周倩和几位同学在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,在光屏上得到了一个缩小倒立的清晰实像。
这时,周倩同学将自己的近视眼镜镜片放在了蜡烛与凸透镜(靠近透镜)之间,结果原来在光屏上的清晰的像变得模糊了。
(1)为了使光屏上的像重新变得清晰,在不移动蜡烛和透镜位置的前提下,应该如何移动光屏?
_________________________________________________________________
(2)图13所示的四幅小图中正确表示周倩同学近视眼成像情况和矫正做法的是()
A、②①
B、①③
C、②④
D、③④
二、堂上练习
1、(2006 镇江)一凸透镜的焦距是10cm,将点燃的蜡烛从离凸透镜50cm处移到15cm处的过程中,像的大小和像距的变化情况是()
A.像变大,像距变小 B.像变大,像距变大
C.像变小,像距变小 D.像变小,像距变大
2、(2006 徐州) 下列光学仪器中,不属于凸透镜应用的是()
A.放大镜B.近视眼镜C.照相机D.显微镜
3、(2006 盐城)下列光路图中,正确的是()
4、(2006 锦州)下列说法中正确的是( )
A.投影仪的镜头相当于一个凸透镜
B.近视眼应配戴凸透镜制成的眼镜
C.借助放大镜看地图时,放大镜到地图的距离应大于焦距
D.人眼相当于一架照相机,物体能在视网膜上成正立、缩小的实像
三、教学反思。