華師大第二章光與視覺(jué)復(fù)習(xí)資料

1、【同步教育信息】一.    本周教學(xué)內(nèi)容：透鏡及其綜合應(yīng)用二. 知識(shí)點(diǎn)分析：（一）透鏡1. 透鏡對(duì)光線作用2. 凸透鏡成像規(guī)律（二）眼睛和眼鏡  眼睛實(shí)際上是一個(gè)可以改變透鏡焦距（厚度）的高檔照相，機(jī)如果把眼睛看成照相機(jī)，角膜和晶狀體的共同作用就相當(dāng)于鏡頭，視網(wǎng)膜便是底片（圖1）。眼睛看遠(yuǎn)物時(shí)，進(jìn)入人眼的光線可看成平行光，光線通過(guò)角膜和晶狀體成像于視網(wǎng)膜上，這是正常眼睛的情況（圖2）；眼鏡：如果成像于視網(wǎng)膜前，便是近視眼，可戴近視眼鏡（凹透鏡）矯正（圖3），使成像在視網(wǎng)膜上；如果成像在視網(wǎng)膜后，便是遠(yuǎn)視眼，可戴遠(yuǎn)視眼鏡（凸透鏡）矯正（圖4）。 

2、   看近物時(shí)，正常眼睛能調(diào)節(jié)晶狀體的焦距，使像成在視網(wǎng)膜上，老年人眼睛調(diào)節(jié)能力衰退，只能成像在視網(wǎng)膜后，俗稱老花眼，可戴老花眼鏡（凸透鏡）矯正（圖5）。4. 眼鏡的度數(shù)=1/f  其中表示焦度。f表示焦距  度數(shù)=100凸透鏡（遠(yuǎn)視鏡片）的度數(shù)是正數(shù)，凹透鏡（近視鏡片）的度數(shù)是負(fù)數(shù)鏡片標(biāo)有250字樣，它是什么鏡片，焦度、焦距分別是多少?  （三）顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡1. 開普勒望遠(yuǎn)鏡：目鏡物鏡均為凸透鏡遠(yuǎn)處射來(lái)光線（可視為平行光），經(jīng)過(guò)物鏡后，會(huì)聚在它的后焦點(diǎn)外離焦點(diǎn)很近的地方，成一倒立、縮小的實(shí)像。目鏡的前焦點(diǎn)和物鏡的后焦點(diǎn)是重合的所以物鏡的像作

3、為目鏡的物體，從目鏡可看到遠(yuǎn)處物體的倒立虛像，由于增大了視角，故提高了分辨能力，圖6如所示。圖6圖7圖82. 伽利略望遠(yuǎn)鏡物鏡是凸透鏡，目鏡是凹透鏡。為了能得到一個(gè)正立的像，物鏡仍用焦距較長(zhǎng)的凸透鏡，目鏡要換用凹透鏡。這樣，遠(yuǎn)處物體射來(lái)的光線，經(jīng)過(guò)物鏡后，在尚未會(huì)聚成像之前，遇到目鏡（凹透鏡），將使會(huì)聚光線發(fā)散，這些發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，形成正立的虛像，以便觀察地面上遠(yuǎn)處的物體，如圖7所示。（還有一種反射式望遠(yuǎn)鏡利用凹面鏡做物鏡。優(yōu)點(diǎn)：由于口徑大，通過(guò)光的本領(lǐng)強(qiáng)，就有利于觀測(cè)宇宙遙遠(yuǎn)深處暗弱的天體。）顯微鏡  目鏡、物鏡均為凸透鏡為了能獲得微小物體或物體細(xì)部的放大的像，可用短焦

4、距物鏡和長(zhǎng)焦距目鏡來(lái)組成一個(gè)最簡(jiǎn)單的顯微鏡模型。物鏡的作用是得到物體放大的實(shí)像。目鏡的作用是把物鏡所成的像作為物體，位于目鏡的焦點(diǎn)內(nèi)，以得到它的放大的虛像如圖8所示（顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡都是由兩個(gè)凸透鏡組成，你能發(fā)現(xiàn)它們的區(qū)別嗎?） 【典型例題】一. 觀察比較法透鏡對(duì)光的折射規(guī)律，凸透鏡成像規(guī)律是本單元的重點(diǎn)內(nèi)容，本單元檢測(cè)題大多數(shù)圍繞這些規(guī)律而展開，解答這些題必須認(rèn)真分析題目所提供的條件，與對(duì)應(yīng)規(guī)律的前提條件相比較，從而利用規(guī)律分析推導(dǎo)結(jié)論。例1 光學(xué)興趣小組的同學(xué)，在一次探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，不斷改變物距（u），并在調(diào)節(jié)得到清晰像時(shí)記錄像距（v），結(jié)果獲得了一組物距（u）和像距（

5、v）的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)畫出了如圖1所示的圖線。那么。根據(jù)你所知道的凸透鏡成像規(guī)律，結(jié)合對(duì)圖線的分析，可知該興趣小組的同學(xué)做此實(shí)驗(yàn)時(shí)所用凸透鏡的焦距是         cm。圖1分析：當(dāng)物距（u）=像距（v）時(shí)，其物距（u）和像距（v）都等于2倍的焦距，由圖像可知2f=u=v=20cm，解之得焦距。f=10cm。答案：10 例2 一束光線射到一個(gè)鏡上，使光線方向發(fā)生了如圖2所示的改變，試在線框內(nèi)畫出所用的鏡（圖中光線上的雙箭頭和單箭頭分別表示入射光束與反射光束相對(duì)應(yīng)的邊緣光線）圖2分析：像這類“黑

6、匣子”題一般按下面程序進(jìn)行：a. 根據(jù)光傳播方向發(fā)生改變程度確定是面鏡還是透鏡。若傳播主方向大致沒(méi)變，則是透鏡；若發(fā)生了較大改變則是面鏡。本題甲圖光線方向始終大致向前，則一定是透鏡，而乙圖光線反向射回則一定是面鏡。b. 根據(jù)光束的會(huì)聚、發(fā)散、不變確定是凸透鏡還是凹透鏡，是凹鏡還是凸鏡、平面鏡。甲圖光束發(fā)散，則為凹透鏡；乙圖光束會(huì)聚，則是凹鏡。c. 連接入射光線，出射光線，畫出所確定鏡子。    解：如圖所示說(shuō)明這類題目在確定了“黑匣”中該填什么鏡子時(shí)，不要急于填上鏡子。而是先將入射光線、出射光線延長(zhǎng)相交因交點(diǎn)一定在鏡子上，這樣就確定了“黑匣”中鏡子的準(zhǔn)確位置，否則

7、鏡子位置與光路就不能有機(jī)結(jié)合，成為一個(gè)完整的連續(xù)的光路圖。 例3 下面四個(gè)圖畫出了光線通過(guò)透鏡（圖中未畫出）的情形，其中凸透鏡是（    ）A. a    B. b和d    C. c    D. a、b、c、d都是凸透鏡分析：從圖示分析可知，光線通過(guò)a、b、d三個(gè)透鏡均發(fā)散，只有通過(guò)c透鏡會(huì)聚，故只有c是凸透鏡    答案：C    說(shuō)明：我們不僅要熟記特殊光線經(jīng)透鏡折射的光路圖，還應(yīng)能辨別一般光線的變化

8、情況。其標(biāo)志是：與入射光線相比較，折射光線靠攏主光軸，則光線被會(huì)聚；折射光線遠(yuǎn)離主光軸則光線被發(fā)散。 例4 測(cè)繪人員繪制地圖時(shí)常常需要從飛機(jī)上拍攝地面的照片。若使用相機(jī)鏡頭的焦距是50厘米，則底片與鏡頭距離應(yīng)該在（    ）A. 100毫米以外        B. 50毫米以內(nèi)    C. 恰為50毫米       D. 略大于50毫米分析：本題不僅要考慮到凸透鏡成像規(guī)律；物距大于2倍焦距，像距大于1倍焦距，小于2倍

9、焦距。而且要考慮到凸透鏡成像變化規(guī)律；物距變大，像距變小，若物距趨近無(wú)窮大，像距接近于焦距。故本題中底片向鏡頭距離略大于焦距即可。    答案：D    說(shuō)明：在運(yùn)用定理、規(guī)律解題時(shí)不僅要全面系統(tǒng)了解與之相關(guān)的定律、規(guī)律，還應(yīng)加以適當(dāng)分析推理。 例5 小明拿著一個(gè)直徑比較大的放大鏡伸直手臂觀看遠(yuǎn)處的物體，可以看到物體的像，下面說(shuō)法中正確的是（   ）A. 射入眼中的光一定是由像發(fā)出的    B. 像一定是虛像    C. 像一定是倒立的 

10、;   D. 像一定是放大的    分析：本題一個(gè)干擾條件“放大鏡”極易將我們引入思維定勢(shì)：放大鏡成正立放大的虛像。其實(shí)只要認(rèn)真審題，抓住本題“題眼”即“直徑比較大”、“觀看遠(yuǎn)處物體”便可排除干擾，明確實(shí)質(zhì)：物距大于二倍焦距在眼睛的視網(wǎng)膜成像。所以一定成倒立的縮小實(shí)像。又因像直接成在眼睛的視網(wǎng)膜上，那么射入眼睛的光線是由物體直接發(fā)出的。    答案：C    說(shuō)明：解題時(shí)我們絕對(duì)不能被“字眼”所迷惑，必須認(rèn)真審題，抓住“題眼”。 二. 兩種解題技巧1. 利用光的可逆性作圖光的

11、可逆性適用于一切光路情況。與光的反射一樣，有時(shí)已知入射光線作折射光線或已知折射光線作入射光線，如果利用常規(guī)方法很難作出或非常繁瑣，我們也可以假設(shè)光線逆著原光路射出，利用光的可逆性得出結(jié)果。例6 如圖3所示，把一個(gè)反射面向上 的凹鏡放在容器內(nèi)，在凹鏡的焦點(diǎn)F處放一個(gè)點(diǎn)光源S。然后在容器內(nèi)注入水，使水面處于焦點(diǎn)F和凹鏡之間，要使光源S射到凹鏡的光線仍平行射入空氣中，則光源S的位置（    ）圖3A. 保持不變      B. 適當(dāng)提高    C. 適當(dāng)降低   

12、60;   D. 無(wú)法確定    分析：如果順著光源射出的光的傳播方向去考慮，比較復(fù)雜，可從光路可逆角度去考慮。設(shè)想垂直水面的平行光射入水中，作出它們被凹鏡反射、再在水而發(fā)生折射的光路，如圖所示。從圖中可以看出它們交點(diǎn)Q在焦點(diǎn)F下方。故根據(jù)光的可逆性可知：應(yīng)把點(diǎn)光源放在Q點(diǎn)，才能達(dá)到目的。    答案：C2. 特殊光線輔助法在初中我們只能作出幾條特殊光線經(jīng)透鏡折射的準(zhǔn)確光路圖，而一般光線則無(wú)法準(zhǔn)確畫出。我們可作出一些特殊光線的光路圖，利用一般光線與特殊光線的聯(lián)系，輔助確定一般光線的光路情況。例7 如圖4，F(xiàn)是凸透鏡

13、的焦點(diǎn)，從主光軸上的a、b兩點(diǎn)發(fā)出兩條相互平行的光線射向凸透鏡，經(jīng)折射后在另一側(cè)的光路是（    ）圖4A. a的折射光線和主光軸相交，b的折射光和主光軸不相交    B. a的折射光線和主光軸不相交，b的折射光和主光軸相交C. 兩條折射光線都能和主光軸相交，b的交點(diǎn)離透鏡較遠(yuǎn)D. 兩條折射光線都不和主光軸相交    分析：如圖本題靈活運(yùn)用兩個(gè)規(guī)律便町清楚a、b的折射光線情況：一是平行光線被凸透鏡折射后會(huì)聚一點(diǎn)，二是從焦點(diǎn)發(fā)出光線平行于主光軸。我們先引入一條經(jīng)過(guò)焦點(diǎn)F且與a、b平行光線c，c折射后折射光線

14、平行于主光軸，那么a、b的折射光線要與c的折射光線相交，a的折射光線靠攏主光軸，將與主光軸相交，b的折射光線遠(yuǎn)離主光軸，無(wú)法與主光軸相交。    答案：A    說(shuō)明：本題采用的是由特殊光線輔助確定一般光線法。若再引入一條經(jīng)過(guò)光心且與a、b平行的光線d，還可進(jìn)一步確定a、b折射光線的準(zhǔn)確位置。因?yàn)槿鐖D所示c、d折射光線交點(diǎn)A點(diǎn)，則a、b的折射光線也必交于A點(diǎn)。 例8 作圖題1. 圖為光線從空氣斜射到空氣與玻璃分界面時(shí)的光路圖，在圖5中畫出界面MM和法線NN的位置。圖52. 請(qǐng)?jiān)趫D中的方框中填入適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)器件：3. 完成圖所示的光路圖4. 圖中入射光線AB經(jīng)過(guò)凸透鏡L后沿BC方向射出。用作圖法確定此凸透鏡的焦點(diǎn)位置，并用最小刻度為毫米的刻度尺測(cè)得此凸透鏡焦距。5. 如圖所示，一條光線對(duì)著凸透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)射去，試確定它經(jīng)凸透鏡折射后傳播的方向。6. 在凸透鏡L的左側(cè)有一光源AB，在凸透鏡右側(cè)的光屏S上可得到光源清晰的像。在圖中畫出由A點(diǎn)發(fā)出的光線AP經(jīng)凸透鏡折射后的光路圖。解答：1. 2. 3. 4. 5. 例9 綜合題視覺(jué)的產(chǎn)生是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，在眼球內(nèi)部，各種器官和組織組成了眼球的折光系統(tǒng)，整個(gè)折光系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)_，其中起主