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第五章透镜及其应用第一节透镜一、透镜的概念：透镜是透明物质制成的、至少有一个面是球面的一部分的光学元件，光从空气进入透镜一侧以及从透镜的另一侧射出时各发生一次折射，并由此产生会聚或发散的效果。
二、透镜的分类（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如：远视镜片，照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等等；（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如：近视镜片；（3）主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫做主光轴，每个透镜都有一条主光轴，主光轴用点划线表示。
（4）光心：同常位于透镜的几何中心；用“O”表示。
三、透镜对光的作用（1）凸透镜对光有会聚作用，所以凸透镜又称为会聚透镜。
凸透镜对光有会聚作用：指的是折射光的方向比入射光的方向更靠近主光轴，即通过凸透镜的光将向主光轴的方向偏折。
（2）凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又称为发散透镜。
凹透镜对光有发散作用：指的是折射光的方向比入射光的方向更偏离主光轴，即通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折。
四、焦点和焦距（1）焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。
（2）焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。
如下图：注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。
凸透镜：凸透镜能使跟主光轴平行的入射光线会聚于一点,叫实焦点 ,用“F”表示。
这一点到凸透镜的光心的距离叫焦距，用“f”表示。
一个凸透镜有 2 个焦点,它们位于凸透镜的两侧。
凹透镜：凹透镜能使跟主光轴平行的入射光线发散 ,且发散光的反向延长线相交在主光轴上的一点，这个点不是实际光的会聚点，所以叫做虚焦点，用F表示，凹透镜两侧各有一个虚焦点。
五、三条特殊光线（要求会画）：Ⅰ凸透镜(1)平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；(2)经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；(3)过光心的光线经透镜后传播方向不改变。
一、前言球面透镜是我们生活中经常使用的一种光学仪器，其具有厚透镜的特点，可以将光线折射并聚焦到一定的焦点上。
通过球面透镜，我们可以产生出清晰的像，将其应用于多个领域，如医疗、技术、工程等领域。
在本文中，我们将探讨球面透镜的像教案与实验，希望对您有所帮助。
二、球面透镜的基本原理球面透镜是由两个球面的面构成的透镜，其主要原理是根据透镜的曲率半径不同来使光线发生折射。
球面透镜的中心点即为透镜的光心，其使得通过透镜的光线可以在一定的距离内聚焦。
对于一般的凸面透镜来说，当光线从外部垂直进入时，会在透镜内部被折射，并聚焦到透镜后方的一个点上，这个点就是透镜的焦点。
同样的，当光线从外部倾斜进入时，会发生偏折，进而在透镜后方聚焦到另一个点上。
凹面透镜与凸面透镜相反，当光线从透镜内部垂直发出时，向外发散，不会聚焦于任何一个点上。
当光线倾斜入射时，也会向外发散。
三、球面透镜的像的特性球面透镜产生的像与光线的入射角度、入射的位置和透镜的曲度有关。
在本部分，我们将探讨球面透镜的像的特性。
1.像的大小像的大小决定于物体的大小、透镜的曲率和焦距的大小。
如果物体越大，透镜的曲率越小，那么产生的像也会越小。
当透镜离物体越近，产生的像也会变得更小。
2.像的清晰度像的清晰度主要取决于透镜的制造质量和曲率半径的大小。
透镜的焦距与曲度直接相关。
3.像的位置像的位置主要是由透镜的焦距和物体的位置决定的。
当物体距离透镜的距离越近时，所产生的像就会越远。
4.像的放大率像的放大率是指像与物体的大小之比。
它取决于透镜的焦距和与物体的距离。
当物体距离透镜较远时，像可以实现适当的放大。
四、球面透镜的像教案1.实验目的通过对球面透镜的实验，让学生更好的理解球面透镜的基本原理和像的特性。
2.实验设备(1) 球面透镜(2) 高亮度的小灯或其他发光物体(3) 纸板或墙壁(4) 直尺或量角器3.实验步骤(1) 将透镜放在较亮的光源上，调整透镜的位置，使光线尽量呈垂直角度照射透镜。
球面透镜知识点总结一、球面透镜的定义球面透镜是一种光学元件，由凸透镜和凹透镜组成。
凹透镜的中心是一种透明介质，边缘是一种高折射率。
这种透镜的作用是集中和散焦光线，使其通过透镜的中心，并在透镜的边缘发散。
球面透镜通常用于照相机、显微镜和望远镜等设备中。
二、球面透镜的类型球面透镜根据其曲率和折射率的不同可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜的中心是一种透明介质，边缘是一种高折射率。
凹透镜是一种透明介质，边缘是一种低折射率。
凸透镜具有凸面，凹透镜具有凹面。
根据透镜的应用和特性，球面透镜可以分为正透镜，负透镜和双球透镜。
正透镜的凸面是一个透明介质，边缘是一种低折射率。
负透镜的凹面是一个透明介质，边缘是一种高折射率。
双球透镜具有两个平行的球面，中间是一种透明介质，边缘是一种高折射率。
三、球面透镜的光学原理球面透镜的光学原理是利用透镜的曲率和折射率不同，使光线通过透镜的中心，并在透镜的边缘发散。
通过透镜的曲率，可以将光线折射到焦点，实现光线的聚焦和散焦。
透镜的折射率决定了光线在透镜中的折射角和折射率，影响了透镜的折射功能。
四、球面透镜的主要特性1. 焦距：球面透镜的焦距是指透镜能够使光线聚焦或散焦的距离。
焦距是球面透镜的重要参数，可以用来计算光线的折射角和折射率，以及透镜的成像功能。
2. 放大倍率：球面透镜的放大倍率是指透镜的成像功能，通过透镜的曲率和折射率，可以实现对物体的聚焦和散焦，使物体的图像变得更大或者更小。
3. 成像质量：球面透镜的成像质量是指透镜的透光性和清晰度，通过透镜的材质和加工工艺，可以改善透镜的光学性能，提高透镜的成像质量。
五、球面透镜的应用1. 光学仪器：球面透镜广泛应用于照相机、显微镜、望远镜等光学仪器中，通过透镜的成像功能，可以实现对物体的观察和测量。
2. 光学通讯：球面透镜在光学通讯中扮演着重要的角色，通过透镜的聚焦功能，可以将光信号传输到远距离的地方。
3. 医疗器械：球面透镜在医疗器械中经常使用，如眼镜、激光手术仪器等，通过透镜的放大功能，可以改善人们的视力。
球面透镜知识点总结高中一、球面透镜的类型球面透镜根据其两侧曲面的凸凹性质，可以分成凸透镜和凹透镜两种类型。
凸透镜即为凸面透镜，其两侧都是凸面；凹透镜即为凹面透镜，其两侧都是凹面。
凸透镜具有聚光的作用，可以将平行光线汇聚于一点，所以也被称为“凸透镜”，而凹透镜则具有发散光线的作用，无论入射光线是经出射光线都会呈现出发散的特性。
二、主要特性1. 凸透镜的主轴、焦距和焦点：凸透镜的主轴是通过透镜的中心，并且垂直于透镜的两个面；焦距是指透镜的焦点与透镜的中心之间的距离；焦点是指凸透镜上主光线（即经过透镜中心点的光线）经折射后交于的点。
焦点有一个正焦点，位于凸透镜前方；另一个负焦点，位于凸透镜背面。
2. 凹透镜的主轴、焦距和焦点：凹透镜的主轴、焦距和焦点的概念与凸透镜类似，但由于其特性不同，凹透镜产生的焦点位置也不同。
对于凹透镜来说，其主轴也是垂直于透镜两个面的线，而焦距是指透镜的焦点与透镜中心的距离。
焦点也有正负之分，凹透镜的正焦点位于透镜的背面，负焦点位于透镜的前面。
3. 凸透镜成像规律：凸透镜在成像时，物体与凸透镜之间距离的不同，决定了其在凸透镜上的成像位置。
当光线从物体上射入凸透镜时，根据光的传播规律，可以得到物体在凸透镜上的成像位置。
4. 凹透镜成像规律：凹透镜在成像时，同样也会根据光线的传播规律产生成像。
凹透镜成像规律与凸透镜有所不同，需要根据入射光线的位置和光线的折射规律来确定成像位置。
5. 球面透镜的物像关系：根据透镜成像规律，可以得到物体、像的位置关系。
当物体位于焦点附近时，产生的像会比较特殊，需要特别注意。
6. 球面透镜的放大率计算：放大率是指成像物体的大小与实际物体大小之比，根据透镜成像规律和物像关系可以计算出物体的放大率。
三、球面透镜的成像位置计算在物理课程中，学生通常需要根据透镜成像规律和物像关系，计算出物体在透镜上的成像位置。
这个过程需要考虑入射光线的性质、透镜的焦距等因素，通过简单的几何光学原理即可求得物体的成像位置。
球面透镜的成像在光学领域中，透镜是一种重要的光学元件，它能够将光线折射并聚焦到一个点上，从而形成图像。
球面透镜作为最常见的透镜类型之一，广泛应用于照相机、眼镜、望远镜等光学仪器中。
本文将详细介绍球面透镜的成像原理及其相关性质。
一、球面透镜的基本性质球面透镜由两个球面界面组成，其中一个或两个球面可以是平面。
根据球面的曲率，透镜被分为凸透镜和凹透镜两种类型。
1. 球面透镜的主轴和焦点球面透镜的主轴是连接两个球面中心的直线，也是光线传播的方向。
主轴上的任意点都与透镜的球心对齐。
而球面透镜的焦点是主轴上与透镜对称的一点，光线经过透镜后会汇聚于该点或者看似从该点发散出来。
2. 球面透镜的焦距和焦平面焦距是描述透镜聚焦能力的重要参数，表示光线从无限远处通过透镜后的汇聚或发散程度。
焦距可正可负，正焦距表示透镜使平行光汇聚，负焦距表示透镜使平行光发散。
与焦距垂直的平面称为透镜的焦平面。
二、球面透镜的成像原理1. 凸透镜成像原理当物体距离凸透镜远于二倍焦距时，成像位置在透镜的焦点之间；当物体距离凸透镜等于二倍焦距时，成像位置在透镜的焦点上；当物体距离凸透镜小于二倍焦距时，成像位置在透镜的焦点之外。
凸透镜成像公式为：1/f = 1/v + 1/u其中 f 为焦距，v 为像距，u 为物距。
2. 凹透镜成像原理凹透镜的成像与凸透镜相反，当物体处于凹透镜的正面时，成像位置在透镜的虚焦点之间；当物体处于凹透镜的虚焦点上时，成像位置在无穷远处；当物体处于凹透镜的虚焦点之外时，成像位置在透镜的虚焦点外。
凹透镜成像公式为：1/f = 1/v - 1/u三、球面透镜的光阑和倍率1. 光阑球面透镜中，只有中心区域的光线能够通过，而朝向边缘的光线将被遮挡，这个中心区域就是光阑。
光阑的大小决定了透镜的光通量，进而影响到成像的亮度和清晰度。
2. 倍率倍率是描述透镜放大或缩小能力的参数。
对于放大（正）倍率而言，当物体距离透镜的焦点处时，成像位置将在无穷远处，此时成像尺寸相当于物体尺寸的倍数。
第五章第1节透镜一、凸透镜和凹透镜1、透镜是利用光的折射原理制成的光学元件，由透明物质制成。
2、透镜的两个表面至少一个是球面的一部分。
3、透镜的光心与主光轴。
主光轴：透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴。
光心（O）：每个透镜上主光轴上都有一个特殊的点，凡是通过该点的光，其传播方向不改变，这个点叫做光心。
二、透镜对光的作用1、凸透镜对光的作用凸透镜对光有会聚作用，凸透镜又叫做会聚透镜。
2、凸透镜的焦点和焦距焦点（F）：平行于主轴的平行光通过凸透镜后会聚于一点。
焦距（f）：焦点到光心的距离。
小结：凸透镜有两个实焦点，两侧的两个焦距相等。
小结：凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
小结：光路可逆。
小结（特殊光线）：焦点处发出的一束光透过凸透镜后可以形成平行光。
小结：凸透镜对所有光都起会聚作用，但会聚后的光线不一定相交。
3、凹透镜对光的作用凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫做发散透镜。
4、凹透镜的焦点和焦距平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点（F）。
小结：凹透镜有两个虚焦点。
小结：光路可逆。
小结（特殊光线）：延长线在焦点处的一束光透过凹透镜后可以形成平行光。
小结：凹透镜对所有光都起发散作用，但发散后的光线不一定都散开。
三、透镜的原理通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜底部偏折。
四、透镜的三条特殊光线1.通过光心的光线:传播方向不改变。
2.平行于主光轴的光线:经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
3.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出。
对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出。
第2节生活中的透镜一、照相机1、主要构造（1）镜头：相当于凸透镜。
（2）胶片：相当于光屏。
（3）调节控制系统：①取景窗：观察所拍景物；②光圈环：控制进入镜头的光的多少；③快门：控制曝光时间。
④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距。
名师总结优秀知识点一、透镜1.凸透镜和凹透镜凸透镜：中间厚边缘薄的透镜（远视眼镜、老花镜）凹透镜：中间薄边缘厚的透镜（近视镜）一般透镜的两个表面中至少有一个表面是球面的一部分。
如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜就叫做薄透镜。
我们只研究薄透镜。
2.基本概念：主光轴：组成透镜的两个球面的球心连线。
中心。
光心：在主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。
可以认为薄透镜的光心就在透镜的3.透镜对光的作用① 凸透镜对光线起会聚作用，因此凸透镜也叫会聚透镜。
焦点：平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点（ F）。
凸透镜有 2 个实焦点。
焦距：焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距( f ) 。
两边的焦距相等。
凸透镜的焦距越小，透镜对光的会聚作用越强。
② 凹透镜对光线起发散作用，因此凹透镜也叫发散透镜。
虚焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点 (F) 。
凹透镜有2个虚焦点。
4.光学中“会聚”和“发散”的含义。
折射后的光线相对于原来的方向靠近了主光轴，叫“会聚”。
折射后的光线相对于原来的方向远离了主光轴，叫“发散”。
5. 三条特殊光线6.三棱镜对光线的作用通过三棱镜的光线经三棱镜两次折射后向三棱镜底边偏折。
凸透镜和凹透镜都可看做是三棱镜的组合。
7.如何测凸透镜的焦距平行光会聚法测焦距：将凸透镜正对着太阳光，在透镜的另一侧放张白纸，改变透镜和白纸间的距离，直到在白纸上找到一个最小最亮的光斑，用刻度尺量出光斑到透镜的距离即为焦距。
扩展：空心透镜二、凸透镜成像规律1.实验器材：光具座、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏2. 实验步骤：a.将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度（为了使像成在光屏中央）b.将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，点燃蜡烛c.移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止d.记录下蜡烛到凸透镜的距离、像到凸透镜的距离、像的大小和正倒e.将蜡烛向凸透镜移近一段距离，重复上述操作，直到不能在屏上得到烛焰的像f.继续把蜡烛向凸透镜靠近，试着用眼睛观察像在何处，像是怎样的？3.凸透镜成像规律应用照相机测焦距投影仪（幻灯机）放大镜★记忆口诀实像异，虚像同。
球面透镜知识点归纳总结一、球面透镜的基本结构球面透镜通常由一块玻璃或其他透明材料制成，表面呈球形或近似球形。
通常情况下，球面透镜的中心被定义为透镜的几何中心，而透镜的两个面分别为凸面和凹面。
二、球面透镜的分类根据透镜的折射性质，球面透镜可以分为凸透镜和凹透镜。
凸透镜的中心厚度薄，且在凸面上有透镜的凸度；凹透镜的中心厚度厚，且在凹面上有透镜的凹度。
根据球面的不同形状，球面透镜可以分为凸球面透镜和凹球面透镜。
三、球面透镜的物理特性1. 球面透镜的焦距球面透镜的焦距决定了透镜的聚焦能力，焦距越短，焦点就越集中。
如果透镜表面是凸面，焦点则在透镜的凹面表面；如果透镜表面是凹面，焦点则在透镜的凸面表面。
2. 球面透镜的倍率球面透镜的倍率是指透镜能够将原始物体的大小放大或缩小的比率。
倍率越大，表示透镜能够对物体进行更大的放大。
3. 球面透镜的曲率球面透镜的曲率决定了光线通过透镜后的折射情况。
对于凸球面透镜来说，其曲率半径是正的；对于凹球面透镜来说，其曲率半径是负的。
四、球面透镜的光学原理1. 球面透镜的折射当光线通过球面透镜的表面时，会发生折射现象。
根据透镜的曲率和折射率，可以计算出折射角和入射角之间的关系。
2. 球面透镜的成像当平行光线通过球面透镜时，会在焦点处聚焦成一个点。
对于不同位置的物体，球面透镜能够形成不同位置和大小的实像。
3. 球面透镜的像距和物距球面透镜的像距和物距之间有一定的关系，可以通过透镜的焦距和物体的位置来计算。
五、球面透镜的应用1. 光学成像球面透镜被广泛应用在摄像机、望远镜、显微镜等光学成像设备中，能够实现对物体的放大和成像。
2. 光学焦点球面透镜能够将平行光线聚焦到焦点处，实现对光线的聚焦和集中，用于制作激光器等光学设备。
3. 光学矫正球面透镜被用于矫正视觉问题，如近视、远视等，通过透镜的曲率和焦距来弥补眼睛的视觉问题。
4. 科学实验球面透镜还被广泛应用于科学研究和实验中，用于制造光学实验室仪器和设备。
