第4讲 透镜及其应用

透镜及其应用1. 引言透镜是一种光学器件，广泛应用于各个领域。

透镜能够对光进行折射和散射，从而实现对光线的聚焦和分散。

本文将介绍透镜的基本原理、分类以及其在不同领域的应用。

2. 透镜的基本原理透镜的基本原理是利用其曲面对光进行折射，使光线发生弯曲。

透镜具有两种基本形状：凸透镜和凹透镜。

凸透镜的中央较厚，边缘较薄，能够使光线收束到一个点，称之为焦点；凹透镜则使光线发散。

透镜的折射效应可以通过薄透镜公式来描述。

薄透镜公式是一个基本的关系式，用于计算透镜的焦距。

对于一个薄透镜而言，其焦距f与物距p和像距q之间存在以下关系：1/f = 1/p + 1/q透镜的焦距可以是正的或负的，取决于透镜的形状以及物体和像的相对位置。

3. 透镜的分类根据透镜的形状和功能，透镜可以被分为以下几类：3.1 凸透镜凸透镜是最常见的透镜类型，其曲面向外凸起。

凸透镜能够使光线汇聚到一个点上，称之为正透镜。

凸透镜广泛应用于望远镜、显微镜、摄影镜头等光学仪器中。

3.2 凹透镜凹透镜与凸透镜相反，其曲面向内凹陷。

凹透镜使光线发散，称之为负透镜。

凹透镜常用于矫正近视眼镜、放大镜等设备中。

3.3 双凸透镜双凸透镜是由两个凸透镜组合而成的，其形状为两个曲面朝外凸起。

双凸透镜具有更强的聚焦能力，可应用于激光器、光学测量仪器等领域。

3.4 双凹透镜双凹透镜由两个凹透镜组合而成，其形状为两个曲面向内凹陷。

双凹透镜可用于消除色差以及其他光学实验中。

3.5 平凸透镜和平凹透镜平凸透镜和平凹透镜具有一个曲面和一个平面。

它们通常用于改变光线的传播方向，例如在显微镜中用于将物体的实际影像转化为虚拟影像。

4. 透镜在不同领域的应用透镜作为一种重要的光学器件，应用广泛。

以下是透镜在不同领域的主要应用：4.1 光学仪器透镜在光学仪器中有着广泛的应用。

望远镜、显微镜、摄影镜头等光学仪器都需要透镜来实现光的聚焦和成像。

透镜的质量和设计对这一类仪器的性能起着决定性作用。

2020初中物理培优教学方案《第四讲 透镜及其应用》教案+练习+作业 姓名 班号 【知识要点】【典型例题】例1.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.、 透镜及其应用 一、中考导航图解 透镜 生活中的透镜 透镜种类 凸透镜 凹透镜 透镜作用 凸透镜对光有会聚作用 凹透镜对光有发散作用 透镜名词：焦点F 焦距f 凸透镜成像规律 照相机 镜头相当于凸透镜 成倒立、缩小的实像 投影仪：成正立、放大的实像 放大镜：成正立、放大的虚像 眼睛和眼镜 眼睛的结构 近视眼及其矫正：凹透镜 远视眼及其矫正：凸透镜 眼镜的度数：f100(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、光屏中的中心大致在上.（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）.例2．如图所示，是“研究凸透镜成像”实验的原理图，若在光屏上（光屏未画出）能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的点上，此成像特点可应用在机上.例3．蜡烛放在离凸透镜40cm的主光轴时，在透镜另一侧的光屏上得到清晰放大的像.若把蜡烛在原来位置向远离透镜方向移动40cm，则所成清晰的像一定是（）A．虚像 B.放大的 C.正立的 D.缩小的例4．如图所示是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正，则下列判断及矫正措施正确的是（）A．甲是近视眼的示意图，需配戴凹透镜矫正B．乙是近视眼的示意图，需配戴凸透镜矫正C．甲是远视眼的示意图，需配戴凸透镜矫正D．乙是远视眼的示意图，需配戴凹透镜矫正例5．在一个干枯的井底正中央P 点趴着一只青蛙，它能看到的视野范围如图甲所示，天降大雨时井全部灌满水，若青蛙仍在P 点，它的视野将发生变化，请你在图乙中利用光路图确定青蛙视野变化的大致范围，并用阴影线表示出来。

第四讲：透镜及其应用知识点归纳：一、透镜：（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； 练习： 凸透镜能使跟主光轴平行的入射光线 于一点,叫焦点,这一点到凸透镜的光心的距离叫 。

一个凸透镜有 个焦点,它们位于凸透镜的 边。

凹透镜能使光线 ,凹透镜的焦点是 ,有 个。

二、基本概念：1、主光轴：____________________________________；2、光心：同常位于透镜的几何中心；用“O ”表示。

3、焦点4、焦距5、物距6、像距注意：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； 三、三条特殊光线（要求会画）：1、过光心的光线经透镜后传播方向_________。

2、平行于主光轴的光线，经凸透镜后_____主光轴；经凹透镜后______，但其反向延长线必过入射光线一侧的______，所以凸透镜对光线有_______作用，凹透镜对光有________作用）如下图：3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后__________；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：四、探究凸透镜的成像规律：器材：凸透镜、光屏、蜡烛、光具座（带刻度尺）五、注意事项：“三心共线”：蜡烛的焰心、透镜的光心、光屏的中心在___________上；又叫“三心等高” 六、凸透镜成像的规律（要求熟记、并理解）： 物距（u ） 成像的性质 像距（v ） 应用 U ﹥2fU=2f F ﹤u ﹤2fU=f 0﹤u ﹤f 口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。

注意：1、实像是由实际光线会聚而成，在光屏上可呈现，可用眼睛直接看，所有光线必过像点；2、虚像不能在光屏上呈现，但能用眼睛看，由光线的反向延长线会聚而成；[例1]图3—2中正确表示了光通过透镜的是( )A ．甲图B ． 乙图C ．丙图D ．丁图 [例2]下列说法正确的是( )A ．凡是透镜一定有两个焦点B ．凹透镜没有焦点C ．任何方向的光线经透镜折射后传播方向都会发生偏转D ．以上说法都不正确[例3]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． [例4]一个“上”字形的霓虹灯，通过凸透镜成像在光屏上，图3—8中四个像正确的是( )[例5]完成图3-5中的光路图[例6]把物体置于凸透镜主光轴上距透镜40 cm ，透镜的焦距为15 cm ，则物体通过透镜成的像是____立____的____像．若将物体向透镜方向移动了15 cm ，则物体的像将向____方向移动，同时像变为____立____的____像．[例7]在做凸透镜成像的实验时，当蜡烛距离凸透镜36 cm 时，像成在距凸透镜20 cm 另一侧的光屏上，看到的是____、____的____像，所用凸透镜的焦距____（填“大于”“等于”或“小于”）18 cm ．[例8]一支蜡烛立在凸透镜前，调节光屏的位置，恰好在光屏上得到缩小的清晰的像．若保持透镜位置不动，把蜡烛和光屏对调一下位置，则( ) A ．在光屏上仍可呈现缩小的像 B ．隔着透镜可看到蜡烛的像 C ．在光屏上呈现放大的像D ．在光屏上呈现与蜡烛等大的像[例9]物体放在距凸透镜前30cm 的位置上时，在另一侧的光屏上能够得到放大的倒立的像，透镜的焦距可能是( ) A ．7．5cm B ．20cm C ．30cm D ．40cm [例10]物体距凸透镜20cm 时，可在光屏上得到一个缩小的实像，若把物体向透镜方向移8cm ，又可在光屏上得到一个放大的实像，则透镜的焦距是( ) A ．20cm B ．10cm C ．9cm D ．5cm 一、选择题1．（2012浙江绍兴，第7题）图中人手持的是一枚（ ）A ．凹透镜，可以矫正近视B ．凹透镜，可以矫正远视C ．凸透镜，可以矫正近视D ．凸透镜，可以矫正远视 2．(2012湖南益阳，第3题)下列说法正确的是（ ） A ．平面镜所成的是正立、等大的 实像 B ．凸透镜所成的像都是倒立的C ．凸透镜可矫正近视眼D ．凹透镜可矫正近视眼 3．（2012湖南株洲）下列光学仪器中能成倒立、放大的实像的是（ ）A ．照相机B ．凸面镜C ．平面镜D ．幻灯机4．(2012贵州铜仁，第15题)利用航空摄影拍摄到的铜仁市碧江区一角，如果拍摄时所用照像机的镜头焦距是50mm,则胶片到镜头的距离应 （ ）A ．大于100mmB ．大于50mm 小于100mmC ．小于50mmD ．等于50mm5．(2012江苏南京，第4题)把一个凸透镜对准太阳光，在距凸透镜10cm 处得到一个最小最亮的光斑。

透镜是一种光学元件，它能够使光线发生折射，从而改变光线的传播方向和聚焦效果。

根据形状和用途的不同，透镜可以分为多种类型，如凸透镜、凹透镜、平凸透镜、平凹透镜等。

透镜在光学领域中有着广泛的应用，如眼镜、显微镜、望远镜、照相机等。

本文将介绍透镜的基本原理、分类以及透镜在不同领域的应用。

一、透镜的基本原理透镜的基本原理是基于光的折射现象。

当光线从一种介质进入另一种介质时，由于两种介质的折射率不同，光线的传播方向会发生改变。

透镜利用这种现象，通过改变透镜的形状和材料，使光线在透镜内部发生折射，从而实现光线的聚焦或发散。

二、透镜的分类1.凸透镜（1）双凸透镜：两侧面均为凸面的透镜。

（2）平凸透镜：一侧为平面，另一侧为凸面的透镜。

（3）凹凸透镜：一侧为凹面，另一侧为凸面的透镜。

2.凹透镜（1）双凹透镜：两侧面均为凹面的透镜。

（2）平凹透镜：一侧为平面，另一侧为凹面的透镜。

（3）凸凹透镜：一侧为凸面，另一侧为凹面的透镜。

3.消色差透镜消色差透镜是由两种或多种不同折射率的材料组成的复合透镜，用于消除色差。

色差是透镜对不同颜色的光具有不同的折射率，导致聚焦点产生色散现象。

消色差透镜通过合理设计不同材料的形状和厚度，使不同颜色的光线在透镜内部的折射程度相等，从而实现无色差的聚焦效果。

三、透镜的应用1.眼镜眼镜是透镜最常见的应用之一。

根据视力问题不同，眼镜可以分为近视眼镜、远视眼镜和老花眼镜。

近视眼镜采用凹透镜，使光线发散，从而使近视眼患者能够看清远处的物体；远视眼镜采用凸透镜，使光线会聚，从而使远视眼患者能够看清近处的物体；老花眼镜则采用凸透镜，帮助老年人看清近处的物体。

2.显微镜显微镜是一种用于观察微小物体的光学仪器。

显微镜由物镜和目镜组成，物镜位于样品下方，用于收集样品发出的光线，并形成放大实像；目镜位于物镜上方，用于进一步放大实像，使观察者能够看到清晰的放大图像。

显微镜中的透镜可以采用消色差透镜，以消除色差，提高成像质量。