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第五章透镜及其应用
知识网络构建
??定义:中间厚边缘薄的透镜????光学性质:对光有会聚作用???通过光心的光线不偏折??????主光轴:通过两个球面所在球心的直线基本规律、概念????平行于主光轴的入射光线会聚于焦点?凸透镜?????焦距:焦点到光心的距离?????物距:u?2f.，成缩小、倒立的实像，像距:f?v?2f?????物距:u?2f，成等大、倒立的实像，像距:v?2f?成像规律????物距:f?u.?2f，成放大、正立的虚像,像距:v?2f???物距:u?f，成放大、倒立的实像?????透镜及??定义:中间薄边缘厚的透镜凹透镜??其应用??光学性质:对光有发散作用???照相机:凸透镜成缩小实像的原理????日常生活?投影仪:凸透镜成放大实像的原理???放大镜:凸透镜成放大虚像的原理???????近视眼的矫正:晶状体和角膜的共同作用相当于凸透镜????应用?眼睛?远视眼的矫正:配戴凹透镜制成的近视镜????远视眼的矫正:配戴凸透镜制成的远视镜????? ?望远镜????科技??显微镜???宇宙的空间尺度??????高频考点透析 序号 考点 考频 1 透镜对光的作用 ★★ 2 凸透镜的成像特点 ★★★ 3 生活中透镜的工作原理 ★★★ 4 近视眼和远视眼的成因及矫正 ★★ 5 显微镜及望远镜的工作原理 ★ 第一讲透镜凸透镜成像规律 知识能力解读
知能解读：(一)透镜及与透镜相关的概念
1．透镜：透镜是利用光的折射来工作的光学元件它是由透明物质(如玻璃、塑料、水晶等)制成的，表面是球面的一部分。按其厚薄的形状可分为两类：中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜，如图甲所示；中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜，如图乙所示。
2．主光轴：通过两个球面球心的直线叫主光轴，每个透镜都有一条主光轴，如图所示。
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3．光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心，如图所示，用字母“O”表示，可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。
4．焦点：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点，如图甲所示。凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过 凹透镜后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点，如图乙所示。透镜两侧各有一个焦点，且对称，用字母“F”表示。
5．焦距：焦点到透镜光心的距离叫焦距，如图甲所示，透镜两侧焦距相等，用字母“f’’表示。
知能解读：(二)透镜对光的作用
1．凸透镜的会聚作用：一束平行于凸透镜主光轴的光线，经凸透镜后会聚于焦点，如图所示。可见凸透镜对光有会聚作用，因此凸透镜又叫会聚透镜。由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行于主光轴的光，因此利用凸透镜可产生平行光，如图所示。
2．凹透镜的发散作用：一束平行于凹透镜主光轴的光，经凹透镜折射后发散射出，这些发散光线的反向延长线交于凹透镜另一侧的焦点，如图所示。可见凹透镜对光有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜。由于光路可逆，从凹透镜一侧射向另一侧焦点的光经凹透镜折射后平行于主光轴射出，如图所示。
注意：会聚作用是指经透镜折射后的光线相对于入射光线更“靠拢”主光轴，发散作用是指经透镜折射后的光线相对于入射光线更“远离”主光轴，不能将会聚理解成会聚于一点。 方法：透镜中的三条特殊光线可简记为：平行过焦点，过焦点平行，过光心不变。 知能解读：(三)凸透镜成像的规律 像的性质 物距u和焦距f 正立 缩小 实像 像距v和焦距f的关系 像与物同侧或异侧 的关系 或倒立 或放大 或虚像 u?2f f?v?2f 倒立 缩小 实像 异侧 u?2f v?2f 倒立 等大 实像 异侧 f?u?2f v?2f 倒立 放大 实像 异侧 u?f 不成像 u?f 正立 放大 虚像 — 同侧 点拨： (1)实验前首先调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上，目的是使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像和物的关系。(2)凸透镜所成的实像必倒立，且物与像分居透镜的两侧，可以是放大的、等大的或缩小的；成虚像必正立，且物与像位于透镜的同侧，一定是放大的。(3)透镜一部分被遮档，这部分不透光，其余仍透光，仍能成完整的像，只不过像变暗些。透镜破裂后去掉一部分，就相当于遮档了一部分，像大小、位置不变，只是变暗些。
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知能解读：(四)实像和虚像
1．实像：物体上某点发出的光，经过面镜反射、透镜折射后的实际光线如果是会聚的，其会聚点就是该点的实像点。镜前的物体可以看成是由许多点组成的，对应于物体上每一个物点都有一个像点，这些像点就组成物体的实像。实像可以在光屏上呈现出来，如照相机底片上所成的像就是实像。
2．虚像：物体上某点发出的光，经面镜反射或透镜折射后的实际光线如果是发散的，则它们不可能会聚，它们的反向延长线的交点就是虚像点。对应于物体上每一个物点都有一个虚像点，这些虚像点就组成物体的虚像。虚像不能呈现在光屏上，但可以用眼睛直接观察到，如平面镜成的像就是虚像。
解题方法技巧
方法技巧(一)判断透镜类型的方法
首先要知道凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用，然后对“会聚”与“发散”要有进一步的理解，最后结合具体问题解答。
1．凸透镜对光的会聚作用可通过以下三点加深理解 (1)凸透镜对任何光线都有会聚作用。
(2)会聚作用常常是指经透镜折射后的光线相对于入射光线更“靠拢”主光轴一些，不能将会聚作用理解成经透镜折射后的光线会聚于焦点，只有跟主光轴平行的光线经凸透镜后，才能会聚在凸透镜的焦点上。
(3)在判断光线是否被透镜会聚了时，可用延长入射光线的方法来判断。若入射光线的延长线在折射光线的外面，如图所示，则透镜把光线会聚，所用的透镜就是凸透镜。
2．在理解凹透镜对光的发散作用时，应注意以下三点 (1)凹透镜对任何光线都有发散作用。
(2)发散作用常常是指经透镜折射后的光线相对于入射光线更“远离”主光轴一些，不能将发散作用理解成经透镜折射后的光线不能会聚于一点。
(3)在判断光线是否被透镜发散了时，可用延长入射光线的方法，若入射光线的延长线在折射光线的里面，如图所示，则光线被透镜发散，该透镜就是凹透镜。
方法技巧：(二)根据透镜的三条特殊光线作图 三条特跟主光轴平行的光线，经凸透跟主光轴平行的光线，经凹透镜折射后，折射光殊光线 镜折射后过焦点 线的反向延长线过凹透镜的虚焦点 通过焦点的光线，经凸透镜折射后平行于主光轴 射出 正对着凹透镜焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出 通过光心的光线，经透镜后传播方向不变 .
方法技巧：(三)口诀法巧记凸透镜成像规律 口诀：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；成实像，物近像远像变大；成虚像，物近像近像变小”。我
们可以结合下图加深理解。
由此我们可以得出以下两个性质：
(1)焦点分界：2f是成放大实像与缩小实像的分界点，f是成实像与虚像的分界点。 (2)动态特性：物体沿主光轴移动时，物距(物体到凸透镜的距离)减小(增大)，像距(像到凸透镜的距离)增大(减小)，且像变大(小)。
跨越思维误区
思维误区：（一）判断凸透镜和凹透镜时，对会聚作用和发散作用区分不清 判断透镜“会聚”“发散”作用的简单方法是将原光线延长。若通过透镜后的光线相对于原光线的延长线向主光轴偏折，即会聚；向外偏折，即发散。 思维误区：(二)将两种放大的像混淆
在探究凸透镜成像的规律时，我们发现凸透镜成放大的像有两种：第一种是成放大的实像，第二种是成放大的虚像。对这两种成像情况要注意区分，不要混淆，放大的实像是倒立的，且物距要满足f?u?2f；放大的虚像是正立的，且物距要满足u?f。
物理思想方法
思想方法：量凸透镜焦距的4种方法
(1)太阳光(或平行光)聚焦法：把凸透镜正对太阳光，或将一束平行光沿主光轴射到凸透镜上，在凸透镜的另一侧放一张白纸，调节凸透镜到白纸之间的距离，使白纸上出现最小最亮的光斑。这个光斑就是焦点。用直尺测出凸透镜中心到焦点的距离，即为焦距。
(2)二倍焦距法：在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，点燃蜡烛，并使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度，调节烛焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离，直到光屏上的像与烛焰等大。此时光屏到凸透镜中心的距离即为二倍焦距。
(3)焦点不成像法：透过凸透镜观察物体，当观察到正立放大的物体时，调节物体到凸透镜的距离，当物体从看得见到刚好看不见时，测出物体到凸透镜的距离即为焦距。
(4)焦点入射法：在凸透镜的一侧放一光屏，另一侧用一个发光的小灯泡，沿主光轴移动小灯泡，直到光屏上得到一个与凸透镜直径相等的圆形光斑，测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。
中考考点链接
考点链接：(一)中考考点解读 本讲的重点是透镜对光的作用、凸透镜成像规律及其应用，难点是利用透镜的三条特殊光线作图和凸透镜成像规律的应用。多以填空题、选择题、探究题和作图题等形式呈现。 考点链接：(二)中考典题剖析 1．凸透镜成像规律的理解 2．实验探究凸透镜成像规律
第二讲生活中的透镜 知识能力解读
知能解读：(一)生活中的透镜比较 照相机 投影仪或幻灯机 放大镜