《光的折射-透鏡》全章復習與鞏固(基礎(chǔ))-知識講解

《光的折射透鏡》全章復習與鞏固（基礎(chǔ)）撰稿：史會娜審稿：雒文麗【學習目標】1.了解光的折射現(xiàn)象，掌握光的折射規(guī)律；2.識別凸透鏡和凹透鏡，知道凸透鏡對光線的會聚作用和凹透鏡對光線的發(fā)散作用；3.知道凸透鏡的光心、主光軸、焦點和焦距；4.掌握凸透鏡成像規(guī)律，能利用凸透鏡成像規(guī)律解決簡單問題；5.知道近視眼和遠視眼的成因和矯正；6.了解凸透鏡的應用望遠鏡和顯微鏡?！局R網(wǎng)絡】【要點梳理】要點一、光的折射1、折射現(xiàn)象：（1）定義：光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，傳播方向發(fā)生偏折的現(xiàn)象叫做光的折射。（2）基本概念：①入射光線：照射到兩種介質(zhì)分界面的光線AO②折射光線：光進入另一種介質(zhì)被折射后的光線OB③法線：過入射點且垂直于分界面的直線④入射角：入射光線與法線的夾角⑤折射角：折射光線與法線的夾角2、折射的特點：當光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，折射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分別位于法線兩側(cè)；入射角增大（或減?。r，折射角也隨之增大（或減?。?。光垂直于介質(zhì)表面的入射時，折射角等于零。要點詮釋：1、光的折射現(xiàn)象：（1）筷子“彎折”；（2）池水變淺；（3）海市蜃樓。2、光在從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時，除了發(fā)生折射以外，在兩種介質(zhì)的交界面還發(fā)生了反射。3、當光從空氣斜射入水（或玻璃）中時，折射光線偏向法線方向，即折射角小于入射角；當光從水（或玻璃）斜射入空氣時，折射光線偏離法線方向，即折射角大于入射角；4、在折射現(xiàn)象中，折射角隨著入射角的增大而增大。要點二、凸透鏡和凹透鏡1、透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡2、主光軸：通過兩個球面球心的直線。

3、光心（O）：主光軸上的一個特殊點，通過這個點的光傳播方向不改變。

凸透鏡凹透鏡

4、焦點（F）：凸透鏡能使平行于主光軸的光線會聚于一點。這個點叫焦點。平行光經(jīng)過凹透鏡會發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線會聚在主光軸上一點，這點叫凹透鏡的虛焦點。

5、焦距（）：焦點到凸透鏡光心的距離。

凸透鏡凹透鏡

6、對光線的作用：凸透鏡對光線有會聚作用，也叫會聚透鏡；凹透鏡對光線有發(fā)散作用，也叫發(fā)散透鏡。

要點詮釋：1、凸透鏡有兩個焦點，凹透鏡有兩個虛焦點；2、放在凸透鏡焦點上的光源發(fā)出的發(fā)散光束，經(jīng)過凸透鏡折射之后變成平行光束，幻燈機、投影儀、舞臺上的追光燈等儀器就是利用了這一原理；3、凹透鏡的虛焦點，“虛”表示該點并不是實際光線的交點，而是逆著凹透鏡折射光線的方向看去。4、會聚和發(fā)散的奧秘：光經(jīng)過三棱鏡后向較厚的一端偏折（圖甲）。把三棱鏡按兩種方式組合在一起（圖甲、圖乙），平行光通過它們后，出射光線出現(xiàn)會聚和發(fā)散兩種不同的情況。要點三、凸透鏡成像規(guī)律及應用1、凸透鏡成像規(guī)律：物的位置像的位置像的性質(zhì)應用舉例凸

透鏡u=∞

（平行光）v=f像與物異側(cè)成一點測定焦距u＞2f2f＞v＞f縮小、倒立、實像照相機，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實像2f＞u＞fv＞2f放大、倒立、實像幻燈，電影機u=fv=∞同側(cè)不成像探照燈的透鏡u＜fv＞f放大、正立、虛像放大鏡凹透鏡物在鏡前任意處v＜U同側(cè)縮小、正立、虛像2、口訣記憶：總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡要歸納成“一焦分虛實，二焦分大小；成實像時，物近像遠像變大；成虛像時，物近像近，像變小。”（1）“一焦分虛實”：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦點除外）；物距大于二倍焦距成縮小的像。

（3）“成實像時，物近像遠像變大”：成實像時，物體靠近透鏡，像遠離透鏡，像逐漸變大。（4）“成虛像時，物近像近，像變小”：成虛像時，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。3、凸透鏡成像應用：（1）照相機：鏡頭相當于凸透鏡，來自物體的光經(jīng)過照相機鏡頭后會聚在膠片上，成倒立、縮小的實像。

（2）投影儀：鏡頭相當于凸透鏡，來自投影片的光通過凸透鏡后成像，再經(jīng)過平面鏡改變光的傳播方向，使屏幕上成倒立、放大的實像。

（3）放大鏡：成正立、放大的虛像。

要點詮釋：實像和虛像的區(qū)別：（1）成像原理不同：物體發(fā)出的光線經(jīng)光學器件會聚而成的像為實像，經(jīng)光學器件后光線發(fā)散，反向延長相交形成的像叫虛像。（2）成像性質(zhì)上的區(qū)別：實像倒立的，虛像是正立的。（3）接收方法上的區(qū)別：實像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虛像只能被眼睛看到，不能被光屏收到。要點四、凸透鏡成像作圖1、凸透鏡的三條特殊光線：（1）通過光心的光線經(jīng)凸透鏡后傳播方向不變?nèi)鐖D甲；（2）通過凸透鏡焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經(jīng)凸透鏡折射后過焦點如圖丙。2.凹透鏡的三條特殊光線（1）通過光心的光線經(jīng)凹透鏡后傳播方向不變?nèi)鐖D甲；（2）射向凹透鏡的光線如果其延長線通過虛焦點，則經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸如圖乙；（3）跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線的反向延長線過焦點如圖丙。要點五、視力的矯正1、近視眼：只能看清近處的物體，看不清遠處的物體。2、成因：晶狀體的彎曲度經(jīng)調(diào)節(jié)后，物體的像仍落在視網(wǎng)膜的前方。3、矯正：佩戴合適的凹透鏡4、遠視眼：只能看清楚遠處的物體、看不清近處的物體。5、成因：晶狀體的彎曲度經(jīng)調(diào)節(jié)后，物體的像仍落在視網(wǎng)膜的后面。6、矯正：佩戴合適的凸透鏡要點詮釋：1、近視眼是因為眼睛調(diào)節(jié)能力減弱或是眼球前后過長造成的，近視眼應選用適當度數(shù)的近視鏡片進行矯正，近視眼鏡是由凹透鏡制成的。2、矯正遠視眼，增強對光的折射作用?？膳浯饔猛雇哥R制成的遠視眼鏡，使入射的光線經(jīng)凸透鏡折射后進入眼睛，會聚點就能移到視網(wǎng)膜上，如圖所示。要點六、望遠鏡1、作用：能使遠處的物體在近處成像。2、伽利略望遠：由一個凹透鏡（目鏡）和一個凸透鏡（物鏡）組成。3、開普勒望遠鏡：（1）構(gòu)造：由兩個凸透鏡組成，靠近被觀察物體的叫物鏡，焦距較長；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較短。（2）成像原理：由于從天體上各點射到物鏡上的光可以看作是平行光，經(jīng)物鏡折射后，在物鏡焦點外很近的地方，得到天體的倒立縮小的實像。目鏡的前焦點和物鏡的后焦點重合在—起，所以天體通過物鏡所成的實像，位于目鏡的一倍焦距以內(nèi)。這個倒立的縮小的實像對目鏡來說是物體，它經(jīng)目鏡所成的像是放大的虛像。4、反射式望遠鏡：（1）構(gòu)造：物鏡是凹面鏡，目鏡是凸透鏡組成，（2）成像原理：物鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45度角的反射鏡，使經(jīng)物鏡反射后的會聚光經(jīng)反射鏡以90度角反射出鏡筒后到達目鏡。要點詮釋：1、能看清楚物體“視角”非常重要。遠處的物體對我們眼睛的視角較小，所以遠處的物體看不清楚。望遠鏡的作用是把遠處的物體拉近，增大視角這樣就能看清楚遠處的物體了。2、望遠鏡的物鏡的直徑越大，來自遠處的物體的光射到物鏡上的就越多，經(jīng)物鏡會聚后所成的像就越亮。這對于觀察天空中的暗星非常重要。要點七、顯微鏡1、目鏡和物鏡：目鏡和物鏡都相當于凸透鏡，靠近物體的叫物鏡，焦距較短；靠近眼睛的叫目鏡，焦距較長，兩鏡間的距離是可以調(diào)節(jié)的。2、成像原理：來自被觀察物體的光經(jīng)物鏡后，在目鏡的焦點以內(nèi)成倒立、放大的實像，這一實像又經(jīng)目鏡成正立、放大的虛像。如圖所示：要點詮釋：對于顯微鏡，要理解它的結(jié)構(gòu)由物鏡和目鏡組成，它兩次成像，一次成實像一次成虛像，放大倍數(shù)等于兩次放大倍數(shù)之積。【典型例題】類型一、光的折射1.（2013泰安）如圖所示的四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（）【答案】D【解析】花瓶在平面鏡中的像，是光的反射現(xiàn)象，A不符合題意；指針在陽光下形成影子，是光的直線傳播現(xiàn)象，B不符合題意；燭焰通過小孔成的像，小孔成像，是光的直線傳播現(xiàn)象，C不符合題意；透過放大鏡觀察手指，利用了凸透鏡成像，屬于光的折射現(xiàn)象，D符合題意。【總結(jié)升華】此題通過幾個日常生活中的現(xiàn)象考查了對光的折射、光的直線傳播、光的反射的理解，要善于利用所學知識解釋有關(guān)現(xiàn)象，達到學以致用的目的。舉一反三：

【變式】（2013荊州）取一個裝滿水的圓筒形透明玻璃杯，蓋上杯蓋后橫放在書上，透過玻璃杯可以看到放大了的“字”，看到的“字”實質(zhì)上是（選填“實”或“虛”）像；是由于光的（選填“反射”或“折射”）形成的。【答案】虛；折射【答案】D類型二、凸透鏡成像規(guī)律及應用2.夏天，小明的爸爸經(jīng)常開車帶他出外旅游。小明發(fā)現(xiàn)爸爸喜歡在烈日下洗車，并認為這樣洗車后車身上的水干得快。小明卻告訴爸爸這樣洗車不好，原因是水滴能形成鏡，對光起作用，使車漆溫度升高，久之，車漆失去光澤，并且造成色澤不均勻?！舅悸伏c撥】水珠的形狀是中央厚邊緣薄，相當于一個凸透鏡；凸透鏡對光線有會聚作用?！敬鸢浮客雇福粫邸窘馕觥俊霸陉柟庀碌乃魏帽纫粋€小的凸透鏡，把太陽光進行了會聚，同時也會聚了太陽光的能量，使得局部高溫，從而傷害汽車的外表。【總結(jié)升華】題目考查了凸透鏡的光學性質(zhì)，對光線有會聚作用。能夠?qū)⑺榕c凸透鏡兩者聯(lián)系起來是解決此題的關(guān)鍵。舉一反三：

【變式】關(guān)于透鏡對光的作用的討論，不正確的是（）A．跟主光軸平行的光線通過凸透鏡折射后光線的反向延長線會聚在焦點上B．凸透鏡能使會聚光線提前會聚C．跟主光軸平行的光線通過凹透鏡成發(fā)散光線D．凹透鏡能使會聚光線延后會聚【答案】A3.（2012昆明）在焦距為10cm的凸透鏡前25cm處放一支點燃的蠟燭，那么在凸透鏡另一側(cè)的光屏上可以得到的是（）A．燭焰倒立縮小的實像B．燭焰倒立放大的實像C．燭焰倒立縮小的虛像D．燭焰正立放大的實像【答案】A【解析】凸透鏡的焦距是10cm，蠟燭到凸透鏡的距離是25cm，u＞2f，凸透鏡成倒立、縮小的實像。【總結(jié)升華】掌握凸透鏡成像規(guī)律，根據(jù)物距、像距和焦距的關(guān)系，判斷凸透鏡的成像情況，也能夠根據(jù)凸透鏡的成像情況，判斷物距、像距和焦距的關(guān)系。舉一反三：

【變式】一物體放在距凸透鏡20cm處時，在另一側(cè)距凸透鏡6cm處的光屏上出現(xiàn)了一個清晰的像。那么該透鏡的焦距可能是（）A．3cmB．5cmC．7cmD．9cm【答案】B4.如圖所示，F(xiàn)為凸透鏡的兩個焦點，A′B′為物體AB的像，則物體AB在（）A．圖中Ⅰ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上B．圖中Ⅱ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向下C．圖中Ⅲ區(qū)域，比A′B′大，箭頭方向向上D．圖中Ⅳ區(qū)域，比A′B′小，箭頭方向向下【思路點撥】由圖可知像距與焦距的關(guān)系，結(jié)合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小、倒立還是正立的關(guān)系，以及物距與焦距的關(guān)系；根據(jù)過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后方向不變，可以確定物體的A點在主光軸上，判斷出物體在Ⅲ區(qū)域?！敬鸢浮緾【解析】由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據(jù)凸透鏡成像的特點，此時物體應在二倍焦距以外，所以物體在圖中Ⅲ區(qū)域。像是倒立縮小的實像，所以物體的箭頭向上?！究偨Y(jié)升華】凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個方面：①物距與焦距的關(guān)系；②成像的性質(zhì)；③像距與焦距的關(guān)系；④應用。只要告訴其中的一個方面，就可以確定其它三個方面的內(nèi)容。在此題中，根據(jù)圖示確定了像距（10厘米）與焦距的關(guān)系，和像的形狀；然后利用凸透鏡成像的規(guī)律，確定物距和物體的形狀。舉一反三：

【變式】（多選）在研究凸透鏡成像規(guī)律的實驗后，蓓蓓利用圖畫記錄了她觀察到的實驗現(xiàn)象如圖所示。四幅圖畫中的物、像關(guān)系有對有錯，請你幫她把正確的圖選出來（）【答案】ABC類型三、作圖與實驗探究5.圖中L為凸透鏡，MN為其主光軸，O為光心，若物體AB經(jīng)凸透鏡成的實像為A′B′，試用作圖的方法確定凸透鏡的一個焦點F，并在圖中標出F的位置?！舅悸伏c撥】實像A′B′是由來自物體AB的光線經(jīng)過凸透鏡折射后組成的。平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡折射后過焦點，根據(jù)這一特點我們可以在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點?！敬鸢概c解析】在物體AB上從A點開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射到A′點，折射光線與主光軸相交的點為焦點F。同樣，我們利用光路是可逆的，也可以在A′B′上從A′點開始做一條與主光軸平行的光線，經(jīng)凸透鏡折射后射后到A點，折射光線與主光軸相交的點也是焦點。故答案為：【總結(jié)升華】題目考查了利用凸透鏡的三條特殊光線的作圖：①通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸。②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點。③過光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變。6.在探究凸透鏡成像特點的實驗中。

（1）實驗時，在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，如圖所示（P點是2倍焦距處）。你解決的方法是。（2）調(diào)整后，把蠟燭移到A點處，此時光屏上的像很模糊，為了得到清晰的像，應把光屏向移動（填“左”或“右”），這次成的是倒立、的實像；

（3）再把蠟燭移到B點處，無論怎樣調(diào)節(jié)光屏，光屏上始終接收不到像，是因為此時成的是正立、放大的像，要想看到這個像，應從圖中的（填“C”或“D”）箭頭所示的方向去觀察?！敬鸢浮浚?）蠟燭上調(diào)（答案不唯一）；（2）右；放大；（3）虛；C【解析】（1）在光屏上得到