讓透鏡的光線更“清晰”

/讓透鏡的光線更“清晰〞DIV.MyFav_1287022931716P.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoNormal{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716H1{FONT-WEIGHT:normal;TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:15pt;MARGIN:0cm0cm0pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoNormalIndent{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt;TEXT-INDENT:21pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.MsoBodyTextIndent2{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt44.4pt;TEXT-INDENT:19.4pt;FONT-FAMILY:"TimesNewRoman";TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716P.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716LI.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.a{TEXT-JUSTIFY:inter-ideograph;FONT-SIZE:10.5pt;MARGIN:0cm0cm0pt19.55pt;TEXT-INDENT:-14.3pt;FONT-FAMILY:宋體;TEXT-ALIGN:justify}DIV.MyFav_1287022931716DIV.Section1{page:Section1}DIV.MyFav_1287022931716OL{MARGIN-BOTTOM:0cm}DIV.MyFav_1287022931716UL{MARGIN-BOTTOM:0cm}偶然翻起一本用到的教學(xué)資料,看到這樣一道題：有以下光學(xué)器具：照相機(jī)、潛望鏡、顯微鏡、穿衣鏡、放大鏡、牙醫(yī)用的內(nèi)窺鏡,可以把它分為兩類,一類是_________,其特征是________；另一類包括_________,其特征是_________。這道題其實(shí)說(shuō)不上特殊,更談不上新穎,但讓我突然感覺(jué)到好似這兩年中對(duì)鏡片的種類從來(lái)沒(méi)在課堂上給學(xué)生講過(guò),也沒(méi)有給它們專門地分類,講授各自的特征。其實(shí)鏡片可以分為兩類,一類是不透光的面鏡,另一類是透光的透鏡。其實(shí)日常生活中這兩種鏡片都有很廣泛的應(yīng)用,也都有各自的特點(diǎn)。如汽車上安裝凸面鏡用來(lái)擴(kuò)大司機(jī)的視野,醫(yī)生檢查耳道用到凹面鏡來(lái)會(huì)聚光線。而我們平時(shí)帶的近視眼鏡,防盜門上的“貓眼〞,這些又都是透鏡。在八年級(jí)物理第三章對(duì)透鏡的特點(diǎn),成像規(guī)律以及實(shí)際生活中的應(yīng)用都作了詳細(xì)的講解。中考對(duì)透鏡的考察也多集中在作圖和說(shuō)理題上。要想對(duì)作圖題做到很精準(zhǔn),首選要了解透鏡相關(guān)的物理術(shù)語(yǔ)。如圖：主光軸：通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫主光軸。光心：位于主光軸上的透鏡的中心叫光心。焦點(diǎn)：把凸透鏡對(duì)著太陽(yáng)光,用白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)來(lái)回移動(dòng),白紙能得到一個(gè)又小又亮的光斑,這個(gè)光斑就是凸透鏡的焦點(diǎn)。用凹透鏡得不到這樣的光斑,所以我們說(shuō)凹透鏡的焦點(diǎn)叫虛焦點(diǎn)。焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫焦距。通過(guò)上面的圖例或者課堂上的實(shí)驗(yàn),我們可以知道凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,所以凸透鏡也叫會(huì)聚透鏡。凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,所以凹透鏡也叫發(fā)散透鏡。考試中有考察這兩個(gè)特點(diǎn)的題目,例如：例1：遠(yuǎn)在公元前2世紀(jì),我國(guó)就有人用冰磨成透鏡,對(duì)著太陽(yáng)光來(lái)取火。這種透鏡是__透鏡,它對(duì)光線有____作用。分析：凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,能夠集中太陽(yáng)光使焦點(diǎn)處的溫度升高,從而到達(dá)取火的目的,所以應(yīng)是凸透鏡,會(huì)聚。例2：當(dāng)小明在觀察陽(yáng)光通過(guò)甲、乙兩個(gè)眼鏡在地面上形成的光斑時(shí),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)眼鏡形成的光斑不同,陽(yáng)光通過(guò)眼鏡甲形成的光斑中間較四周亮,而陽(yáng)光通過(guò)眼鏡乙形成的光斑中間較四周暗,由此可以判斷眼鏡甲是____透鏡,乙是____透鏡。分析：第一眼看,可能覺(jué)得這道題好似很難理解,其實(shí)它還是用到了它們各自的特點(diǎn)。眼鏡甲形成的光斑中間亮,而四周暗,說(shuō)明甲把陽(yáng)光折射到了中間,是把光線聚攏了,因此是凸透鏡。眼鏡乙形成的光斑是中間暗,四周亮,說(shuō)明陽(yáng)光經(jīng)過(guò)乙后射向了四周,把光線發(fā)散了,應(yīng)該是凹透鏡。對(duì)于凸透鏡和凹透鏡,參照光路圖,再根據(jù)折射時(shí)光路是可逆的這一規(guī)律,我們可以看找出這樣幾條光線來(lái)。凸透鏡：〔1〕平行于主光軸的光線,會(huì)聚在焦點(diǎn)上?！?〕透過(guò)光心的光線,傳播方向不會(huì)改變?！?〕通過(guò)焦點(diǎn)的光線,會(huì)平行于主光軸。凹透鏡：〔1〕平行于主光軸的光線,會(huì)變得發(fā)散〔發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線交在虛焦點(diǎn)上〕?！?〕透過(guò)光心的光線,傳播方向不會(huì)改變?！?〕發(fā)散光線〔延長(zhǎng)線交于虛焦點(diǎn)的〕,會(huì)平行于主光軸。我們把這三條光線綜合畫(huà)在一起,作圖如下：如果我們把凸透鏡和凹透鏡這三條光線的傳播特點(diǎn)記得很熟練后,無(wú)論什么樣的作圖題都不會(huì)覺(jué)得困難了。關(guān)于透鏡的作圖,一般都有兩種情況。一種是有透鏡,讓我們補(bǔ)全光線。一種是有光線,讓我們填充透鏡的類型的。相對(duì)來(lái)說(shuō),根據(jù)光線來(lái)填透鏡應(yīng)該簡(jiǎn)單一些。因?yàn)橥?、凹透鏡的特點(diǎn)非常明顯,凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用,因此如果看到光線有發(fā)散趨勢(shì),或者說(shuō)折射光線是向外擴(kuò)的,就該填凹透鏡,看到光線有會(huì)聚趨勢(shì),或者說(shuō)折射光線是向內(nèi)縮的,就該填凸透鏡了。例3：在下面方框中填上適宜的透鏡分析：甲圖中,光線是會(huì)聚的,所以填凸透鏡。乙中光線是發(fā)散的,所以填凹透鏡。也有一些特殊的類型,如：例4：在如圖的方框中填上適宜的鏡片：分析：一束光經(jīng)過(guò)透鏡后變得平行,有兩種可能,凸透鏡能使經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光線變平行,凹透鏡能使發(fā)散光線變平行。如果填凸透鏡,那么AB必定是經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的,先在CD的上方作平行線,是主光軸,與AB相交于一點(diǎn)就是該透鏡的焦點(diǎn)了,然后作出凸透鏡的位置,要偏上一些。如果填凹透鏡,那么發(fā)散光線的延長(zhǎng)線會(huì)交在虛焦點(diǎn)上。先在CD的下方作平行線,是主光軸,延長(zhǎng)AB與平行線相交于一點(diǎn),就是凹透鏡的虛焦點(diǎn)了,然后作出凹透鏡的位置,要偏下一些。如圖：其實(shí)這里面也能填平面鏡,具體我們就不作分析了。根據(jù)透鏡來(lái)補(bǔ)全光線,在中考中幾乎是每年各省市都要考的一個(gè)內(nèi)容,我們已經(jīng)歸納出了那些光線,這種類型的題目已經(jīng)不再是難題了,我們用幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)明吧。例5：請(qǐng)作出以下各圖中的入射光線或經(jīng)過(guò)透鏡折射后的折射光線。ABCDE分析：A圖中凸透鏡,平行光線經(jīng)過(guò)凸透鏡會(huì)會(huì)聚在焦點(diǎn)上。B圖是凹透鏡,平行光經(jīng)過(guò)凹透鏡會(huì)變得發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚在虛焦點(diǎn)上。C圖是凸透鏡,兩條光線,一條是平行于主光軸的光線,會(huì)聚在焦點(diǎn)上。一條是經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的光,會(huì)平行于主光軸。D圖是凸透鏡,一條入射光線是通過(guò)光心的,傳播方向不會(huì)發(fā)生改變,所以是條直線。一條折射光線平行于主光軸,那么入射光線肯定是經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)的了。第三條折射光線會(huì)聚在焦點(diǎn)上,入射光線應(yīng)該是平行于主光軸的。E圖是凹透鏡,透過(guò)光心的光線,傳播方向不變,仍然是條直線。折射光線如果平行于主光軸,說(shuō)明入射光線是發(fā)散的且其延長(zhǎng)線會(huì)交在虛焦點(diǎn)上。另一條折射光線是發(fā)散的,說(shuō)明入射光線是平行于主光軸的。ABCDE這幾幅圖還是根據(jù)前面我們分析出的凸透鏡,凹透鏡對(duì)光線的折射特點(diǎn)所作的,只要掌握了這幾點(diǎn)規(guī)律,作圖題就會(huì)很輕松地解決了。人們根據(jù)透鏡對(duì)光線折射的特殊性,有了很多能產(chǎn)生奇妙效果的創(chuàng)造,如照相機(jī)等。照相機(jī)：照相機(jī)的鏡頭就是一個(gè)凸透鏡,來(lái)自物體的光經(jīng)過(guò)照相機(jī)鏡頭后會(huì)聚在膠卷上,形成一個(gè)縮小的像。膠卷曝光后發(fā)生化學(xué)變化,記下物體的像沖洗出來(lái),就是相片了。投影儀：投影儀的鏡頭也是一個(gè)凸透鏡,投影片上的圖像經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后成了一個(gè)放大的像。放大鏡：凸透鏡的直接利用,把凸透鏡靠近被觀察物體,可以看到物體被放大了,而且是正立的。在照相機(jī)和投影儀兩種器材中,所成的像其實(shí)都是倒立的,相片的倒正我們隨手顛倒就能解決,而投影儀為了解決像的倒立問(wèn)題,投影片都是倒放的,這樣我們看到的就是正立的像了。生活中關(guān)于透鏡的應(yīng)用還很多,把兩個(gè)凸透鏡組合在一起,就能制造出望遠(yuǎn)鏡,顯微鏡等更為強(qiáng)大的放大工具。在中考中對(duì)透鏡在生活中的實(shí)際應(yīng)用的考察很常見(jiàn),比方：例6：關(guān)于四種光學(xué)元件,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．放大鏡成正立,放大的實(shí)像B．照相機(jī)成正立,縮小的實(shí)像C．幻燈機(jī)成倒立,放大的實(shí)像D．近視眼鏡成正立,放大的虛像分析：關(guān)于實(shí)像和虛像的區(qū)別,在書(shū)中也有講解。用光屏能夠承接到的像叫實(shí)像,不能用光屏承接的像叫虛像。放大鏡所成的像無(wú)法用光屏接到,而照相機(jī),幻燈機(jī)所成的像都能光屏承接到。近視眼鏡是一個(gè)凹透鏡,它的成像特點(diǎn)我們初中并沒(méi)有涉及到,所以答案應(yīng)該選C。例7：如圖a所示為小明同學(xué)的照片,透過(guò)凸透鏡去看小明的照片,,看到的像是圖b中的___圖,這個(gè)像是___〔填實(shí)像,虛像〕分析：用凸透鏡觀察小明的照片,說(shuō)明是把該凸透鏡當(dāng)作放大鏡來(lái)使用,放大鏡是成正立,放大的虛像的,所以是乙。例8：以下關(guān)于幻燈機(jī)知識(shí)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A．幻燈機(jī)的主要部件是凸透鏡B．幻燈機(jī)是利用凸透鏡成正立,放大的實(shí)像原理制成的C．為使屏幕上得到正立的像,幻燈片應(yīng)倒放D．幻燈機(jī)所成的像,像和物是在鏡頭的兩側(cè)分析：幻燈機(jī)的鏡頭也是一個(gè)凸透鏡,它用來(lái)成倒立,放大的實(shí)像,為使銀幕上的像是正立的,必須把幻燈片倒放,因?yàn)槭菍?shí)像,所以像和幻燈片是在鏡頭的兩側(cè)的,答案應(yīng)是B例9：常用體溫表的刻度局部為三棱體,橫截面積如下列圖,其正面呈圓弧形,這樣從E處就可以看清體溫表內(nèi)極細(xì)的汞柱,以便于讀數(shù)。這是因國(guó)圓弧形玻璃的作用相當(dāng)于___鏡,我們用它能看到汞柱被放大的后正立的像。分析：此題考查的凸透鏡在實(shí)際生活中的應(yīng)用?，F(xiàn)在的物理知識(shí)越來(lái)越注重聯(lián)系生活實(shí)際圓弧形玻璃中間厚而邊緣薄且能透光,所以相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡〔或放大鏡〕,看到正立的像都是虛像。答案：凸透,虛例10：使用以下幾種光學(xué)儀器時(shí),哪種能得到放大的實(shí)像〔〕A．幻燈機(jī)B．放大鏡C．照相機(jī)D．平面鏡分析：幻燈機(jī)成倒立放大的實(shí)像,放大鏡成正立放大的虛像,照相機(jī)成倒立縮小的實(shí)像,平面鏡成正立等大的虛像,所以答案是A。例11：如圖是某同學(xué)制作的模型照相機(jī),紙筒A的一端蒙了一層半透明的紙,紙筒B的一端嵌了一個(gè)凸透鏡,兩紙筒套在一起組成了一個(gè)模型照相機(jī),為了在A端得到清晰的像,要調(diào)整A、B間的距離,這時(shí)：A．眼睛應(yīng)對(duì)著B(niǎo)端向筒內(nèi)觀察,看看像是否清楚B．如果看近處景物時(shí)像很清楚,再看遠(yuǎn)處景物時(shí)就應(yīng)該把B向外拉,增加A．B間的距離C．應(yīng)把A端朝著明亮的室外,B端朝著較暗的室內(nèi),否那么看不清楚D．應(yīng)把B端朝著明亮的室外,A端朝著較暗的室內(nèi),否那么看不清楚分析：A是半透明紙,相當(dāng)于膠卷,B是凸透鏡,相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭。這說(shuō)明照相時(shí),B應(yīng)對(duì)著景物,而在A端觀察。為了讓像更清楚,B應(yīng)朝著明亮的室外,這樣會(huì)有更多的光線被會(huì)聚到A上而使像更清晰。答案應(yīng)是D。關(guān)于凸透鏡成像的光學(xué)元件考察的內(nèi)容還有很多,比方在什么條件下成什么樣的像,如果像的明暗,大小想有些變化,如何調(diào)節(jié)凸透鏡,光屏的位置等。這些知識(shí)我們會(huì)在后面的兩節(jié)內(nèi)容中做更深入,更透徹的探究。希望今天我們這些分析能幫助大家對(duì)透鏡的知識(shí)有進(jìn)一步的理解和掌握。最后,讓我們用一些練習(xí)來(lái)穩(wěn)固我們?cè)谶@篇文章里講到的知識(shí)點(diǎn)吧！練習(xí)：1．要使光線發(fā)生如下列圖的偏折,那么方框內(nèi)放置的光學(xué)元件是〔〕A．一定是平面鏡B．一定是凸透鏡C．一定是凹透鏡D．以上均可2．以下光路正確的選項(xiàng)是〔〕3．小華做實(shí)驗(yàn)時(shí),拿起一個(gè)裝滿水的燒瓶,透過(guò)燒瓶看到了講臺(tái)上老師倒立,縮小的實(shí)像。以下光學(xué)器件中,與上述現(xiàn)象的成像原理相同的是〔〕A．放大鏡B．照相機(jī)C．投影儀D．平面鏡4．以下器件中,用到凸透鏡放大作用的是〔〕A．潛望鏡B．照相機(jī)C．近視眼鏡D．體溫計(jì)5．放映幻燈時(shí),想使銀幕上出現(xiàn)放大的“F〞字母,那么幻燈片正確的放置方法應(yīng)是〔〕ABCD6．在研究凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)燭焰離凸透鏡的距離小于焦距時(shí),眼睛通過(guò)透鏡觀察到的虛像可能是圖中的〔〕7．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．放大鏡成正立放大的實(shí)像B．照相機(jī)成正立縮小的實(shí)像C．潛望鏡成正立等大的實(shí)像D．幻燈機(jī)成倒立放大的實(shí)像8．在森林里不準(zhǔn)隨處丟棄透明的飲料瓶,這是由于雨水進(jìn)入飲料瓶后,飲料瓶相當(dāng)