第四章 光的折射 透镜 基本概念汇总

第四章光的折射透镜一、光的折射光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折。

2、光在同种介质中传播，当介质不均匀时，光的传播方向也会发生变化。

3、折射角：折射光线和法线间的夹角。

光的折射定律1、在光的折射中，三线共面，法线居中，折射角随入射角的增大而增大。

2、光从空气斜射入水或其他介质时，折射光线向法线方向偏折；光从水或其它介质斜射入空气中时，折射光线偏离法线。

光从水斜射入玻璃中时，折射光线向法线方向偏折；光从玻璃斜射入水中时，折射光线偏离法线。

3、斜射时，总是空气中的角大；垂直入射时，折射角、反射角和入射角都等于0°,光的传播方向不改变。

4、当光射到两介质的分界面时，反射、折射同时发生。

5、光的折射中光路可逆。

光的折射现象及其应用1、生活中与光的折射有关的例子：水中的鱼的位置看起来比实际位置浅（高）一些（鱼实际在看到位置的后下方）；由于光的折射，池水看起来比实际的浅一些；水中的人看岸上的景物的位置比实际位置高些；夏天看到天上的星斗的位置比星斗实际位置高些；透过厚玻璃看钢笔，笔杆好像错位了；斜放在水中的筷子好像向上弯折了；（要求会作光路图）2、人们利用光的折射看见水中物体的像是虚像（折射光线反向延长线的交点）二、透镜透镜：至少有一个面是球面的一部分的透明元件（要求会辨认）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，门上的猫眼；基本概念1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC /表示；2、光心：通常位于透镜的几何中心；用“O”表示。

3、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。

4、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。

一、光的折射1、折射现象：（1）定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫做光的折射。

（2）基本概念：①入射光线：照射到两种介质分界面的光线AO②折射光线：光进入另一种介质被折射后的光线OB③法线：过入射点且垂直于分界面的直线NN'④入射角：入射光线与法线的夹角α⑤折射角：折射光线与法线的夹角γ2、折射的特点：当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。

光垂直于介质表面的入射时，折射角等于零。

注：1、光的折射现象：（1）筷子“弯折”；（2）池水变浅；（3）海市蜃楼。

2、光在从一种介质斜射入另一种介质时，除了发生折射以外，在两种介质的交界面还发生了反射。

3、当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线方向，即折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气时，折射光线偏离法线方向，即折射角大于入射角；4、在折射现象中，折射角随着入射角的增大而增大。

二、凸透镜和凹透镜1、透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜2、主光轴：通过两个球面球心的直线。

3、光心（O）：主光轴上的一个特殊点，通过这个点的光传播方向不改变。

凸透镜凹透镜4、焦点（F）：凸透镜能使平行于主光轴的光线会聚于一点。

这个点叫焦点。

平行光经过凹透镜会发散，发散光线的反向延长线会聚在主光轴上一点，这点叫凹透镜的虚焦点。

5、焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。

凸透镜凹透镜6、对光线的作用：凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，也叫发散透镜。

注：1、凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点；2、放在凸透镜焦点上的光源发出的发散光束，经过凸透镜折射之后变成平行光束，幻灯机、投影仪、舞台上的追光灯等仪器就是利用了这一原理；3、凹透镜的虚焦点，“虚”表示该点并不是实际光线的交点，而是逆着凹透镜折射光线的方向看去。

光的折射與透鏡公式光的折射与透镜公式光的折射是指光线从一种介质传播到另一种介质时，由于介质的折射率不同而产生的偏折现象。

而透镜是一种能够对光线进行折射和聚焦的光学器件。

在研究光的折射与透镜公式之前，我们先来了解一些基础概念。

一、光的折射当光线从一种介质（如空气）传播到另一种介质（如水或玻璃）时，光线的传播方向会发生改变。

这是由于不同介质的折射率不同所引起的。

折射率的定义是指光在某种介质中的传播速度与在真空中的传播速度之比。

根据斯涅尔定律，光线在两个介质交界面上的折射角和入射角之比等于两个介质的折射率之比。

斯涅尔定律可用公式表示如下：n₁sinθ₁ = n₂sinθ₂其中，n₁和n₂分别为两个介质的折射率，θ₁和θ₂分别为光线在两个介质交界面上的入射角和折射角。

这个定律对于解释和计算光的折射非常重要。

二、透镜的基本知识透镜是一种具有透明介质构成的光学元件，常用于光学成像和光学仪器中。

透镜可以分为凸透镜和凹透镜两种类型。

凸透镜的两个曲面都向外弯曲，凹透镜则相反，两个曲面都向内弯曲。

透镜的两个主要参数是焦距和倍率。

焦距是指光线经过透镜后会聚或发散的距离，可以分为正焦距和负焦距。

倍率是指透镜所放大或缩小的物体或图像的比例。

透镜公式描述了透镜成像的规律。

对于凸透镜而言，透镜公式为：1/f = 1/v - 1/u其中，f为透镜的焦距，v为像距（物体到透镜的距离），u为物距（像到透镜的距离）。

透镜公式可以用来计算透镜成像的位置和放大率。

三、光的折射与透镜公式的应用光的折射与透镜公式是光学研究中非常重要的工具，它们应用广泛，涉及到很多领域。

以下是一些常见的应用：1. 眼镜制造光的折射与透镜公式在眼镜制造中起到了重要作用。

根据个人的视力情况，眼镜制造商通过透镜公式计算所需的镜片度数和焦距，以帮助人们矫正视力问题。

2. 光学显微镜与望远镜光学显微镜和望远镜中使用了多个透镜来放大物体并使其清晰可见。

通过透镜公式，科学家和观察者能够确定适当的放大倍率和焦距，以达到更好的观察效果。

第十讲光的折射与透镜一、思维导图二、知识梳理考点1光的折射1.定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会在界面上发生变化，这种现象叫光的折射现象。

(1)垂直射入时，光线不发生偏折，折射角等于入射角且等于0°光的传播速度不会发生改变(2)条件：①两种介质②斜射2.光的折射现象中的基本概念(1)入射光线AO：照射到两介质分界面的光线(2)折射光线OC：光进入另一种介质被折射后的光线(3)法线NN，：过入射点0且垂直于两介质分界面的直线(4)入射角：入射光线和法线的夹角(∠AON)(5)折射角：折射光线与法线的夹角(∠NOC)3.光的折射规律：(1)折射光线与入射光线、法线在同一平面内(2)折射光线和入射光线分居法线两侧(3)折射角随着入射角的增大而增大，减小而减小(4)当光从空气斜射入其他透明介质中时，折射角小于入射角；当光从其他透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角(5)当光垂直射向介质表面时，传播方向不改变(6)在折射规律中光路是可逆的考点2 生活中的折射现象1.从岸上看水中的物体:假设从A点射出的光线经折射后射入人眼，则我们会觉得光好像是从A 点射入我们眼睛里的，A’点就是A点的像，因此我们会觉得像A’点比A点的实际位置高。

2.从水中看岸上的物体:若从水中观察岸上的物体，则正好出现相反的现象，看到的也是物体的像，比物体的实际位置升高了。

3.海市屋楼的形成:海市蜃楼是一种由光的折射产生的现象，多发生在夏天的海面上由于海面附近空气的温度比上层的低，所以上层的空气比底层的空气稀薄，有一些射向空中的光.由于不同高度空气的疏密不同而发生弯折，逐渐弯向地面，进入观察者的眼睛.考点3 光的反射和折射比较【答案】斜射，反射，偏折，同一平面，两侧，可逆，等于，小于，增大，不变考点4 光的色散1.色散现象：太阳光通过棱角后分解成七种颜色的光，这种现象叫光的色散。

2.光的色散现象解释：(1)太阳光是白光，是由七种单色光组成的复色光。

光的折射与透镜光的折射与透镜是光学领域中重要的概念和应用。

了解光的折射和透镜的原理，有助于我们理解光的传播规律，并且可以应用于实际生活中的光学器件和技术。

本文将围绕光的折射和透镜展开讨论。

一、光的折射光的折射是指光线在从一种介质传播到另一种介质时改变传播方向的现象。

当光线从一种介质进入另一种介质时，由于介质的密度不同，光线速度发生改变，从而导致光线传播方向的改变。

折射现象可以用斯涅尔定律来描述，该定律表明入射角、折射角和两种介质的折射率之间存在着一定的关系。

斯涅尔定律的数学表达式为：n₁sinθ₁=n₂sinθ₂，其中n₁和n₂分别表示两种介质的折射率，θ₁和θ₂分别表示入射角和折射角。

在实际应用中，光的折射现象被广泛应用于透镜、光纤等光学器件中。

例如，在透镜中，通过改变透镜的曲率和形状，可以使光线经过透镜后发生折射，从而实现对光线的聚焦或分散。

而在光纤中，通过不断地折射，光线可以在光纤中传播，并在光纤的另一端输出。

二、透镜的原理透镜是一种能够将光线聚焦或分散的光学器件。

常见的透镜类型有凸透镜和凹透镜，它们分别具有使光线收敛和发散的能力。

凸透镜的工作原理是通过使光线在透镜两边的曲面上发生折射，使得光线在透镜内部会聚于一点，这被称为焦点。

凸透镜有两个焦点，分别是透镜两边的焦点。

焦距是透镜焦点与透镜中心之间的距离，可以用来描述透镜的聚焦能力。

凹透镜则具有发散光线的能力，其原理与凸透镜相反。

凹透镜使光线在透镜两边的曲面上发生折射后，光线会发散出去，不会聚焦于一点。

透镜的应用非常广泛，例如在眼镜、显微镜和望远镜等光学仪器中都使用了透镜。

通过调节透镜与物体的距离或者透镜的曲率，可以实现对光线的聚焦，从而改善人眼的视力或者观察远处物体的能力。

三、光学器件中的折射与透镜的应用光的折射和透镜的原理在各种光学器件和技术中都得到了应用。

首先，透镜在相机和摄影中起到了至关重要的作用。

通过选择合适焦距的透镜，可以使光线在进入相机后聚焦于感光介质上，从而获得清晰的图像。

光的折射与透镜成像原理光的折射和透镜成像是光学领域中的重要概念和原理。

在本文中，我们将介绍光的折射现象以及透镜成像的基本原理。

一、光的折射光线在不同介质之间传播时，会发生折射现象。

这是由于光在不同介质中的传播速度不同所引起的。

根据斯涅耳定律，光通过两个介质的交界面时，入射角和折射角之间的正弦比等于两个介质的折射率之比。

折射率（n）是一个介质对光弯曲程度的度量。

当光由光疏介质（如空气）射入光密介质（如玻璃）时，光线会向法线方向弯曲，入射角变大；当光由光密介质射入光疏介质时，光线会离开法线方向，入射角变小。

这种现象可以用折射定律来描述。

光的折射现象可以解释一些日常现象，如水中看起来物体的位置比实际的高出一些，钢笔在水中看起来断了一截等等。

这些现象都是由于折射所引起的。

二、透镜成像原理透镜是一种能够将入射光线进行折射以形成清晰像的光学元件。

根据透镜的形状，我们可以将透镜分为凸透镜和凹透镜。

1. 凸透镜成像原理凸透镜是最常见的一种透镜。

当平行光线照射在凸透镜上时，光线会被凸透镜聚焦，形成一个实像。

凸透镜的焦点是位于凸透镜的前方的一个点，称为物距焦距（f）。

当物体距离凸透镜的距离大于焦距时，成像距离透镜后方，成像是倒立的，成像大小与物体大小成正比。

当物体距离凸透镜的距离小于焦距时，成像距离凸透镜前方，成像是放大和正立的。

2. 凹透镜成像原理凹透镜与凸透镜相反，具有发散光线的特性。

当平行光线照射在凹透镜上时，光线会被透镜发散。

对于凹透镜来说，物距焦距（f）在凹透镜前方，成像是虚像，正立且缩小的。

透镜成像原理是光学中的重要概念，通过透镜，我们可以实现放大或缩小图像的效果。

透镜在日常生活中广泛应用于眼镜、照相机、望远镜等光学仪器中。

总结：光的折射与透镜成像原理是光学领域中的基础知识。

光的折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的弯曲现象，而透镜成像原理则是通过透镜使光线发生折射，实现对光线的聚焦和成像。

了解光的折射与透镜成像原理有助于我们理解光在不同介质中的传播规律，以及如何利用透镜实现图像的放大、缩小和聚焦等功能。

第四章《光的折射透镜》考点专项复习（解析版）考点1：光的折射1、光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射。

当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。

当光线垂直射向两种物质的界面时，传播方向不变。

2、光的折射规律：三线共面,两线两侧,两角不相等（空气大）,光路可逆；即:折射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；光从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折（折射角＜入射角）；光从水或其他介质中斜射入空气中时，折射光线向界面方向偏折（折射角＞入射角）。

在折射现象中，光路是可逆的。

在光的折射现象中，入射角增大，折射角也随之增大（如图所示）。

在光的折射现象中，介质的密度越小，光速越大，与法线形成的角越大。

考点回顾知识导航3、生活中常见的光折射现象：①从岸上向水中看，水好像很浅，沿着看见鱼的方向叉，却叉不到；从水中看岸上的东西，好像变高了。

②筷子在水中好像“折”了。

③海市蜃楼。

④彩虹。

考点2：透镜1、透镜：用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件，透镜是根据光的折射现象制成的。

23、透镜分类：透镜分为凸透镜和凹透镜。

（1）凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜（照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等）。

（2）凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜（近视镜等）。

4、透镜光路基本概念：（1）主光轴：通过两个球面球心的直线。

（2）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。

（3）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。

（4）焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。

5、透镜的三条特殊光线：（1）过光心的光线，经透镜折射后传播方向不改变如图所示。

（2）平行于主光轴的光线，经凸透镜折射后经过另一侧焦点；经凹透镜折射后向外发散，但其反向延长线过同侧焦点如图所示。

（3）经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴如图所示。

A B C D 图4-1-2第四章 光的折射 透镜(3课时)第1课时 光的折射 透镜的奥秘一、课程标准1．知道光的折射现象 理解光的折射规律；2．知道凸透镜和凹透镜对光的的作用；3．会根据虚像的成因作光路图。

二、知识梳理1．光的折射规律:光在发生折射时，折射光线、入射光线和法线在 内；折射光线和入射光线分别位于法线 ；垂直入射时折射角等于 ，传播方向不改变。

入射角增大时，折射角 。

当光从空气斜射入玻璃（或水）中时，折射角 入射角；当光从玻璃（或水）斜射入空气中时，折射角 入射角。

2．折射成像 折射光线反向延长的交点形成的是 像（折射光线反向延长过像点，可以 作为光学作图的一个依据）。

3．透镜的奥秘。

三、考点梳理考点一 光的折射规律【典型例题】在“初识光的折射现象”和“探究光的折射特点”实验中：（1）如图4-1-1甲，小明将一束激光射至P 点，形成一个光斑，向水槽内慢慢注水，水槽底部光斑的位置将 （向左移动/向右移动/不动），这说明光从空气斜射入水中时，传播方向 （会/不会）发生偏折。

实验中光在空气中的传播路径并不清晰，为解决此问题，他在水面上方喷了一些 。

（2）如图乙，小明继续探究“光从空气射入水中时的折射特点”，他使用可折转的光屏，是为了研究折射光线、入射光线和法线是否 。

如图丙，他将光沿着AO 方向射向水面上的O 点，光在水中沿着OB 方向射出，调整激光笔使入射光逐步偏向法线，折射光也逐步偏向法线，说明光从空气斜射入水中时，入射角减小，折射角 （增大/减小/不变）。

当光沿着NO 方向射入时会沿ON ′方向射出，此时折射角为 度。

【拓展变式】1．如图4-1-2所示小强在水中练习潜水，则能正确反映岸上教练看到水下小强的光路图是（ ）2. 如图4-1-3所示，人在B 处观察到一个彩色玻璃球沉在水池底A 处B 处用激光射到玻璃球上，则激光应对着（ ）A ．正对 A 点B ．A 点的上方些图4-1-1图4-1-4 图4-1-3 C ．A 点的下方些 D ．A 点的左侧3. 图4-1-4中OA ＇是入射光线AO 的折射光线，请在图中画出入射光线BO 的折射光线OB ＇的大致位置。

第4章光的折射透镜一、基本概念1、光的折射（refraction of light）:光从一种透明介质斜射入另一种透明介质时，传播方向会发生偏折的现象叫光的折射。

光垂直入射时折射角为零（注意：在两种介质的交界处，既发生折射，同时也发生反射。

反射光光速与入射光相同，折射光光速与入射光不同）。

光的折射定律：光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光和入射光分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。

当光从水或其他介质中斜射入空气时，折射角大于入射角。

2、（拓展知识）折射率（refractive index）：光从真空射入介质发生折射时，光在发生折射时入射角与折射角符合斯涅尔定律（Snell's Law）。

入射角i与折射角r的正弦之比n（斯涅尔公式：n=sini/sinr）叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”（说明：折射率表示在两种介抽中光速比值的物理量。

当光线从空气穿入紧密的介质如固体、水或任何液体时，即改变它的进行方向。

光线入射角的正弦与折射角的正弦比或光线通过真空时与通过介质时的速度比，就是折射率。

折射率随介质的性质和密度、光线的波长、温度而变化。

介质的折射率一般都大于1。

同一介质对不同波长的光，具有不同的折射率。

可见光折射率通常随着波长的减小而增大，即红光最小、紫光最大）。

3、（拓展知识）全反射（total refractive）：当光射到两种介质界面，只产生反射而不产生折射的现象。

当光由光密介质射向光疏介质时，折射角将大于入射角，当入射角增大到某一数值时，折射角将达到90°，这时在光疏介质中将不出现折射光线，只要入射角大于上述数值时，均不再存在折射现象，这就是全反射。

产生全反射的条件是：①光必须由光密介质射向光疏介质；②入射角必须大于临界角。

4、实像（real image）:由实际光线汇聚成的像，称为实像。