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1、
3.5 奇妙的透鏡
圖3-5-1
一 透鏡的種類
透鏡有兩類,中間比邊緣________的叫做凸透鏡,如圖3-5-2甲所示;中間比邊緣________的叫做凹透鏡,如圖乙所示。
圖3-5-2
二 有關(guān)透鏡的一些名詞
1.光心:透鏡的中心O叫做光心,凡是經(jīng)過(guò)這一點(diǎn)的光都______________傳播方向。
2.焦點(diǎn):平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后,會(huì)聚于主光軸上的某一點(diǎn),這一點(diǎn)也是光斑_(dá)_________的一點(diǎn),叫做凸透鏡的焦點(diǎn);平行于主光軸的光經(jīng)凹透鏡折射后將變成發(fā)散光線,將這些發(fā)散光線反向延長(zhǎng)也會(huì)相交于主光軸上的一點(diǎn),由于這一交點(diǎn)不是實(shí)際光線會(huì)聚的點(diǎn),因此
2、叫做凹透鏡的________________。
3.焦距:從焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距。
圖3-5-3
三 透鏡對(duì)光的作用
1.凸透鏡對(duì)光有________作用;凹透鏡對(duì)光有________作用。
2.三條特殊光線
圖3-5-4
四 測(cè)量凸透鏡的焦距
方法:讓凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光,在透過(guò)陽(yáng)光的一側(cè)前后移動(dòng)白紙,直到白紙上出現(xiàn)一個(gè)____________的光斑,用刻度尺測(cè)量此光斑(焦點(diǎn))到透鏡光心的距離,就是凸透鏡的焦距。
[拓展] 同種材料制成的凸透鏡,表面越凸,焦距越小。
類型一 透鏡的分類及其對(duì)光的作用
例1 如圖3-5-5所示的四塊玻璃制成的透鏡中,屬于凸
3、透鏡的是________,對(duì)光具有________作用,因此,凸透鏡又叫做________透鏡;屬于凹透鏡的是________,對(duì)光具有________作用,因此,凹透鏡又叫做________透鏡。[導(dǎo)學(xué)號(hào):47732040]
圖3-5-5
[方法指導(dǎo)]判斷透鏡的類型
(1)根據(jù)定義判斷:中間比邊緣厚的透鏡是凸透鏡,中間比邊緣薄的透鏡是凹透鏡。
(2)根據(jù)對(duì)光線的作用進(jìn)行判斷:凸透鏡主要對(duì)光線起會(huì)聚作用;凹透鏡主要對(duì)光線起發(fā)散作用。
類型二 凸透鏡焦距的測(cè)量
例2 如圖3-5-6所示,凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光,來(lái)回移動(dòng)另一側(cè)的紙片,得到最小、最亮的光斑時(shí),紙片距離凸透鏡中心10 cm
4、,則此凸透鏡的焦距是________cm;接著將紙片往遠(yuǎn)離凸透鏡的方向移動(dòng),紙片上的光斑_(dá)_______(選填“變大”“變小”或“不變”)。[導(dǎo)學(xué)號(hào):47732041]
圖3-5-6
[易錯(cuò)警示]平行于主光軸的光線,經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸某點(diǎn),這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn),光線到達(dá)焦點(diǎn)前一些或者后一些,形成的光斑比焦點(diǎn)處的光斑要大,亮度不如在焦點(diǎn)時(shí)亮。所以粗測(cè)焦距時(shí)一定要找到最小、最亮的光斑,此光斑與凸透鏡光心之間的距離就是焦距。
類型三 透鏡光路作圖
例3 完成圖3-5-7甲中的光路圖。根據(jù)入射光線和出射光線,在圖乙的方框中畫(huà)出適當(dāng)?shù)耐哥R。[導(dǎo)學(xué)號(hào):47732042]
圖3-5-
5、7
[方法指導(dǎo)]透鏡光路作圖指導(dǎo)
(1)作圖時(shí)要明確凸透鏡的三條特殊光線:①通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸;②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后過(guò)焦點(diǎn);③過(guò)光心的光線經(jīng)凸透鏡折射后傳播方向不改變。
(2)選填透鏡類型:根據(jù)凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用去填透鏡。注意會(huì)聚作用不等同于會(huì)聚光線,發(fā)散作用不等同于發(fā)散光線。在做題時(shí),可以將原光束按原方向延長(zhǎng),再看通過(guò)透鏡后光線的方向和原方向相比是會(huì)聚了還是發(fā)散了,如果會(huì)聚應(yīng)填凸透鏡(如圖3-5-8甲、乙所示),如果發(fā)散應(yīng)填凹透鏡(如圖丙、丁所示)。
圖3-5-8
6、
課堂反饋(十三)
[奇妙的透鏡]
1.如圖13-1所示是四個(gè)透鏡的實(shí)物圖,屬于凹透鏡的是( )
圖13-1
2.常言道,水火不相容,但用透明冰塊磨制成的一個(gè)光學(xué)器件卻可以取火,這個(gè)器件相當(dāng)于下面的( )
A.平面鏡 B.凸面鏡 C.凸透鏡 D.凹透鏡
3.通過(guò)凸透鏡兩個(gè)球面球心的直線,叫做透鏡的________,簡(jiǎn)稱________。平行于主光軸的平行光經(jīng)凸透鏡會(huì)聚的點(diǎn)稱為凸透鏡的________,用______表示,凸透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離稱為_(kāi)_______,用______表示。
4
7、.取一個(gè)大燒杯,里面充滿煙霧,倒扣在桌子上,用手電筒射出一平行光束(如圖13-2甲所示)。若在杯底放置一個(gè)凸透鏡或凹透鏡,光的傳播方向如圖乙、丙所示,該實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是__________________________。
圖13-2
5.完成圖13-3中凸透鏡和凹透鏡的光路圖。
圖13-3
6.為了確定凸透鏡的焦距,小捷將凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光,再把光屏放在另一側(cè),改變凸透鏡與光屏的距離,直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)______________為止,測(cè)得它與凸透鏡中心的距離為10 cm,確定出焦距f=________。
課時(shí)作業(yè)(十三)
[
8、第三章 3.5 奇妙的透鏡]
一、選擇題
1.下列關(guān)于圖13-K-1中透鏡的說(shuō)法正確的是( )
圖13-K-1
A.a(chǎn)、b為凸透鏡
B.a(chǎn)、c為凸透鏡,b、d為凹透鏡
C.a(chǎn)為凸透鏡,b、c、d為凹透鏡
D.b、c為凹透鏡
2.2017·海南如圖13-K-2所示,對(duì)光有發(fā)散作用的透鏡是( )
圖13-K-2
3.2017·廣西如圖13-K-3所示,光線經(jīng)過(guò)一個(gè)光學(xué)元件后傳播方向發(fā)生了改變,則虛線框內(nèi)的光學(xué)元件是( )
圖13-K-3
A.凹透鏡
B.凸透鏡
C.平面鏡
D.潛望鏡
4.如圖13-K-4所示,取一個(gè)大燒杯,里面充滿煙霧
9、,倒扣在桌上,用手電筒射出一束平行光,要使射入杯中的光束發(fā)散,應(yīng)在杯底放置的器材是( )
圖13-K-4
A.平板玻璃 B.平面鏡
C.凹透鏡 D.凸透鏡
5.測(cè)量凸透鏡焦距的示意圖如圖13-K-5所示,則該凸透鏡的焦距是( )
圖13-K-5
A.10.0 cm B.20.0 cm
C.30.0 cm D.50.0 cm
6.如圖13-K-6所示,某同學(xué)將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng),將一張白紙?jiān)谕哥R的另一側(cè)從透鏡處逐漸遠(yuǎn)離透鏡,看到的現(xiàn)象是( )
圖13-K-6
A.白紙上有縮小的光斑,且光斑的大小不變
B.白紙上有光斑,且一直變大
C.白紙上有光斑
10、,且先變大再變小
D.白紙上有光斑,且先變小再變大
7.如圖13-K-7所示是小明同學(xué)所畫(huà)的一條光線通過(guò)凸透鏡或凹透鏡后發(fā)生折射的光路圖,其中錯(cuò)誤的是( )
圖13-K-7
8.放在凸透鏡主光軸上焦點(diǎn)以內(nèi)的光源S發(fā)出的光,通過(guò)凸透鏡后的光路如圖13-K-8所示,則下列說(shuō)法正確的是( )
圖13-K-8
A.凸透鏡可以對(duì)光線起發(fā)散作用
B.凸透鏡只對(duì)平行于主光軸的光線起會(huì)聚作用
C.通過(guò)凸透鏡后的光線是發(fā)散的,因此凸透鏡的作用是對(duì)光線起發(fā)散作用
D.通過(guò)凸透鏡后的光線發(fā)散程度比原來(lái)小,仍然是會(huì)聚的一種表現(xiàn)
9.下列說(shuō)法正確的是( )
A.不論是凸透鏡還是凹透鏡
11、,經(jīng)過(guò)光心的光線傳播方向不變
B.凸透鏡有虛焦點(diǎn),凹透鏡有實(shí)焦點(diǎn)
C.凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用,所以通過(guò)凸透鏡的光線一定相交于一點(diǎn)
D.放在凹透鏡焦點(diǎn)上的光源,它發(fā)出的光線經(jīng)透鏡折射后,平行于主光軸
10.如圖13-K-9所示是平行于主光軸的光線經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同凸透鏡后會(huì)聚成的,下列說(shuō)法正確的是( )
圖13-K-9
A.凸透鏡表面越凸,焦距越長(zhǎng)
B.凸透鏡焦距長(zhǎng)短與表面凸起的程度無(wú)關(guān)
C.凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用與表面的凸起程度無(wú)關(guān)
D.凸透鏡表面越凸,對(duì)光的會(huì)聚作用就越明顯
二、填空題
11.在森林中旅游時(shí),請(qǐng)不要隨意丟棄飲料瓶。因?yàn)轱嬃掀績(jī)?nèi)進(jìn)入水后,相當(dāng)于一個(gè)_____
12、___鏡,對(duì)太陽(yáng)光有________作用,容易引發(fā)火災(zāi)。
12.如圖13-K-10所示,將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng),把一張白紙放在它的另一側(cè),來(lái)回移動(dòng)白紙,直到白紙上的光斑變得最小、最亮,此時(shí)該亮斑距凸透鏡的距離為8 cm,則該凸透鏡的焦距是________cm,此實(shí)驗(yàn)表明凸透鏡對(duì)光有________作用。
圖13-K-10
13.凸透鏡的三條特殊光線:①通過(guò)光心的光線傳播方向________;②平行于主光軸的光線經(jīng)透鏡折射后________焦點(diǎn);③通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)透鏡折射后________主光軸。
14.同學(xué)們?cè)谟懻摗叭绾卧谝巴馍妗钡膯?wèn)題時(shí)提出:“在野外如果沒(méi)有打火機(jī),怎么生火取暖呢?
13、”一位同學(xué)想出了一個(gè)“削冰取火”的辦法。你認(rèn)為“削冰”就是把冰制成__________,“取火”應(yīng)把要點(diǎn)燃的物體放在________________位置。
三、作圖題
15.如圖13-K-11所示,根據(jù)已給出的入射光和出射光,請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)畫(huà)出合適的透鏡。
圖13-K-11
16.請(qǐng)?jiān)趫D13-K-12中畫(huà)出經(jīng)過(guò)透鏡折射后的光線。
圖13-K-12
17.2017·眉山完成圖13-K-13中的光路圖。
圖13-K-13
四、實(shí)驗(yàn)探究題
18.為了粗測(cè)出凸透鏡的焦距,小強(qiáng)拿一張白紙和一把刻度尺,利用太陽(yáng)光作光源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟的每一步敘述補(bǔ)充完整。
(1
14、)拿一個(gè)凸透鏡________著太陽(yáng)光;
(2)再把一張紙放在它的另一側(cè),改變透鏡與________的距離,直到紙上的光斑變得最________最________;
(3)最后測(cè)量這個(gè)光斑到________的距離,即為凸透鏡的焦距。
19.實(shí)驗(yàn)室備有直徑相等、厚度不等的凸透鏡多個(gè),厚度大小在透鏡上均有標(biāo)記,請(qǐng)你再添加適當(dāng)?shù)钠鞑?,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:直徑相等、中間越厚的凸透鏡,對(duì)光線的會(huì)聚作用越強(qiáng)。
實(shí)驗(yàn)器材:光屏、________。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①取厚度不同的三個(gè)凸透鏡,按由薄到厚標(biāo)記為1、2、3;
②讓太陽(yáng)光________著射向凸透鏡,在另一側(cè)用光屏來(lái)回移動(dòng),直到光屏上出現(xiàn)__
15、__________時(shí),用________測(cè)量這個(gè)光斑與凸透鏡的距離L,記錄在數(shù)據(jù)表格中;
③______________,重復(fù)上述操作。
請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格。
詳解詳析
【新知梳理】
一、厚 薄
二、1.不改變
2.最小、最亮 虛焦點(diǎn)
三、1.會(huì)聚 發(fā)散
四、最小、最亮
【應(yīng)用示例】
例1 ACD 會(huì)聚 會(huì)聚 BEF 發(fā)散 發(fā)散
[解析] 中間比邊緣厚的透鏡是凸透鏡,圖中的ACD符合要求,凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,又叫會(huì)聚透鏡;中間比邊緣薄的透鏡是凹透鏡,圖中的BEF符合要求,凹透鏡
16、對(duì)光線具有發(fā)散作用,又叫發(fā)散透鏡。
例2 10 變大
[解析] 平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn),這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)到光心的距離是凸透鏡的焦距。故讓一凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)光,用一張白紙?jiān)谒牧硪粋?cè)前后移動(dòng),直到紙上的光斑變得最小、最亮,這個(gè)點(diǎn)就是透鏡的焦點(diǎn)。因?yàn)楣獍叩酵雇哥R中心的距離為10 cm,則該透鏡的焦距為10 cm。因?yàn)橥雇哥R會(huì)聚在焦點(diǎn)的光斑最亮、最小,所以若凸透鏡遠(yuǎn)離白紙,則光斑將變大。
例3 如圖所示
【課堂反饋】
1.C 2.C
3.主光軸 主軸 焦點(diǎn) F 焦距 f
4.凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用,凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用
5.如圖所示
6.最小
17、、最亮的光斑 10 cm
【課時(shí)作業(yè)】
1.A 2.B 3.B 4.C 5.A
6.[導(dǎo)學(xué)號(hào):47732146]D
7.C
8.D [解析] 判斷透鏡對(duì)光有會(huì)聚還是發(fā)散作用的依據(jù),不是看折射光線的形狀,而是要將折射光線與入射光線相比較,若折射光線的發(fā)散程度比原來(lái)小(即折射光線靠近主光軸),則光變得會(huì)聚了;若折射光線的發(fā)散程度比原來(lái)大(即折射光線遠(yuǎn)離主光軸),則光變得發(fā)散了。
9.A
10.D [解析] 凸透鏡表面越凸,凸透鏡折光能力越強(qiáng),焦距越短,A不符合題意;凸透鏡焦距的長(zhǎng)短跟凸透鏡的凸起程度有關(guān),凸起越大,焦距越短,B不符合題意;凸透鏡對(duì)光的會(huì)聚作用與表面的凸起程度有關(guān),表面越凸起,會(huì)聚作用越強(qiáng),C不符合題意;凸透鏡表面越凸,對(duì)光的會(huì)聚作用就越明顯,D符合題意。
11.凸透 會(huì)聚
12.8 會(huì)聚
13.不變 通過(guò) 平行于
14.[導(dǎo)學(xué)號(hào):47732147]凸透鏡 凸透鏡的焦點(diǎn)
15.如圖所示
16.如圖所示
17.如圖所示
18.(1)正對(duì)
(2)紙 小 亮
(3)凸透鏡光心
19.實(shí)驗(yàn)器材:刻度尺
實(shí)驗(yàn)步驟:②正對(duì) 最小、最亮的光斑 刻度尺?、蹞Q用另外兩個(gè)透鏡
透鏡由薄到厚
1
2
3
光斑與凸透鏡的距離 L/cm
10