八年级上册物理第五章透镜-知识点
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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。
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中心。
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。
分界点:一倍焦距分虚实正倒、二倍焦距分大小
实像的变化:物近像远大、物远像近小
虚像的变化:物近像近小、物远像远大(与实像相反)
无论实像、虚像,越靠近一倍焦距(焦点)像越大。
v <u,像距小,像小; v>u,像距大,像大。
4. 照相机
构造:
镜头(凸透镜)、光圈环(控制进光量)、快门(控制曝光时间)
若想扩大取景范围,应该增加镜头与景物的距离,缩短镜头到底片的距离。
拍远景时:增大物距,减小像距,像变小。
拍近景时:减小物距,增大像距,像变大。
5.投影仪
构造:灯泡、投影片、镜头、平面镜(改变光的传播方向,改变成像位置)、屏幕。
要想得到正立的像,投影片应该倒着放。
如果屏幕上的像偏左上,应该往左上方移动投影片。
凸透镜移动方向与像相同;物体移动方向与像相反。
6.实像与虚像
实像:实际光线会聚成的像,能呈现在光屏上。(小孔成像、照相机、投影仪)
虚像:是反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成的,不能呈现在光屏上。(平面镜成像、鱼变浅、放大镜成的像)补充
凸透镜被遮挡或者破裂,像的形状、大小、位置不变,像变暗。
★凸透镜成像原理光路图。
凹透镜成像规律:同侧、正立、缩小、虚像。
三、眼睛和眼镜
1. 眼球构造
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凸透镜,把来自物体的光会聚在视网膜上,形成物体的像。
眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状。
看近处物体:睫状体收缩,晶状体变厚,对光的折射能力变强。
看远处物体:睫状体放松,晶状体变薄,对光的折射能力变弱。
2.概念
远点:依靠眼睛调节所能看清的最远距离,正常眼睛的远点在无限远。
近点:依靠眼睛调节所能看清的最近距离,大约在10cm。
明视距离:正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离,大约是25cm。
3.眼睛与照相机的比较
照相机:镜头(凸透镜),光圈(控制进光量),底片(光屏),焦距不变,改变像距。
眼睛:晶状体与角膜(凸透镜),瞳孔(控制进光量),视网膜(光屏),像距不变,改变焦距。
共同点:都是倒立、缩小的实像。
4.近视眼及其矫正
近视眼:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
成因:晶状体太厚(太凸,焦距太小),折光能力太强,远处某点的光会聚在视网膜前方。
矫正:利用凹透镜能使光线发散的特点,配戴用凹透镜制成的近视眼镜可以得到矫正。
5、远视眼及其矫正(老花眼)
远视眼:只能看清远处的物体,看不清近处的物体
成因:晶状体太薄(太扁平,焦距太大),折光能力太弱,近物的像成在视网膜的后方。
矫正:利用凸透镜使光会聚的特点,配戴用凸透镜制作的远视眼镜可以得到矫正。
6. 眼镜的度数
焦度:焦距的倒数,φ=1/f(焦距的单位为m)
眼镜度数:焦度的100倍,即100φ。
例: f =25cm,则φ=1/0.25=4m-1,近视眼镜-400度,远视眼镜(老花镜)+400度。
四、显微镜与望远镜
1. 显微镜
①构造:
反光镜:(凹面镜)会聚光线
物镜:靠近被观察物体的凸透镜
目镜:靠近眼睛的凸透镜
②成像原理
物镜(相当于投影仪),f
目镜焦距较大,相当于放大镜,u<f,把物镜成的实像,再一次放大成虚像。
两次放大:倒立、放大的虚像。
补充:f目>f物,放大倍数m=m1·m2
2. 望远镜
①构造:
物镜、目镜
②成像原理
物镜的作用(相当于照相机),u>2f,使远处的物体在焦点附近得到一个缩小的实像。
目镜的作用(相当于放大镜),u<f,把物镜成的缩小实像,再一次放大成虚像。但仍比物体小。
望远镜成的像:倒立、缩小的实像。
补充:f物>f目,两个凸透镜的焦点是重合的。
放大倍数:(f物/ f目)·增倍镜,拉近距离,放大的是视角。
③应用
√望远镜的物镜的直径很大,能够会聚更多的光,使得所成的像更加明亮。
√除了凸透镜外,天文望远镜也常用凹面镜做物镜。(都能会聚光线)
√哈勃天文望远镜:把天文望远镜安置在大气层外,可以免受大气层的干扰,得到更清晰的天体照片。√两个焦距不同的凸透镜一前一后看物体:(课本P104 )
焦距短的靠近眼睛,远处物体被放大;
焦距长的靠近眼睛,远处物体被缩小;
两个凸透镜焦距相等,物体的大小几乎不变。
③视角
从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角。
视角的大小不仅和物体本身的大小有关,还和物体到眼睛的距离有关。