第六章《常见的光学仪器》

第六章《常见的光学仪器》复习提纲

一、透镜

1、名词：薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。

         主光轴：通过两个球面球心的直线。

         光心：（O）即薄透镜的中心。性质：通过光心的光线传播方向不改变。

         焦点（F）：凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这个点叫焦点。

         焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。

2、典型光路

二、凸透镜成像规律及其应用

1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏。

若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

2、实验结论：（凸透镜成像规律）

F分虚实,2F分大小,实像倒，虚像正,屏接实像，眼看虚像，物实异侧，物虚同侧

具体见下表:

３、对规律的进一步认识：

⑴u＝f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。

⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点

⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。

⑷成实像时：（物像相反，像像相同）

缩小实像，，物像移动同向

放大实像，，物像移动同向

因果可逆

⑸成虚像时：（物像相同，像像相同）

     ，物像移动同向  因果可逆

4.凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像。

5. 测定凸透镜焦距的几种方法

（1）平行光聚焦法：

让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，直到纸上的光斑最小最亮，用刻度尺测出光斑到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。

（2）将小灯泡与凸透镜中心放在同一高度上，来回调节两者之间的距离，直到在透镜另一侧得到一束平行光，则小灯泡的位置即为该凸透镜焦点的位置。用刻度尺测出小灯泡到凸透镜中心的距离，即为该凸透镜的焦距。（通常情况下，平行光束难以直接观察，可借助于比较光束所形成的光斑与透镜面的大小判断，若相等则可认定为平行光束。）

（3）两倍焦距成像法：将烛焰放在凸透镜的一侧，移动烛焰与光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的实像，用刻度尺测出烛焰或光屏到凸透镜中心的距离u或v，则f = u/2或v/2。（4）在“探究凸透镜成像的规律”的实验中，你也许已经发现：当物体通过凸透镜成实像时，物体距离凸透镜越远，所成的像越接近焦点；若物体离透镜足够远时（大于10倍焦距），所成的像与透镜间的距离，就近似等于透镜的焦距。若使较远的窗或正在发光的日光灯通过凸透镜在光屏上成清晰的像，用刻度尺测出光屏与凸透镜中心的距离就近似等于透镜的焦距。

三、生活中的透镜

1. 照相机

（1）照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏，调节镜头到胶片的距离，胶片上会出现景物清晰的倒立、缩小的像。

（2）成像特点（原理）：利用U>2f时，凸透镜能成倒立、缩小的实像这个原理制成的。

  成像原理图：

（3） 调节方法：

摄近景时，物距减小，像距增大，像也增大，即镜头向外伸出一些，离胶片远一些(暗箱应拉长些)，像大一点；摄远景时，物距增大，像距变小，像也变小，即镜头往后缩，离胶片近一些，像小一点。

（4）照相机上光圈的作用是控制进入照相机的光线多少，快门控制进光时间。

2.幻灯机、投影仪

（1） 幻灯机的镜头相当于一个凸透镜，幻灯片是物体，银幕相当于光屏，幻灯片到镜头的距离比镜头的焦距稍大。

（2）幻灯机就是利用凸透镜能成倒立、放大的实像这个原理制成的。（成像原理图如下）

（3）平面镜作用：改变光的传播路径,使像出现在投影机前方的屏幕上

（4）凹面镜作用：把光源向后射的光反射到聚光镜，提高光源的光能利用率  

（5）为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒插

（6）成像光路图

比较  教学用投影仪与幻灯机。其主要区别：投影仪用两块大塑料螺旋透镜作聚光器，同时用一块平面镜把像反射到屏幕上。

 （7）调节：根据凸透镜成像规律，为了使屏幕上有更大的图像，应增大像距同时减小物距，即幻灯机应离屏幕远些，同时幻灯片离镜头近一些。

3.放大镜。

 （1） 成像条件：放大镜是一个短焦距的凸透镜，必须把物体放在凸透镜的一倍焦距以内。

 （2）成像原理：利用物体位于 ( u（2）成像过程：把凸透镜靠近要观察的物体，使物距小于1 倍焦距，透过透镜便可以观察到一个正立放大的虚像，所成的虚像和物体在镜的同侧。

4.显微镜：（两组透镜组成）

（1） 物 镜：凸透镜（焦距较短） 

（2） 目 镜：凸透镜（焦距较长）

（3）显微镜的物镜的作用与幻灯机相同，成倒立、放大的实像。目镜的作用与放大镜相同把物镜所成的像作为物体，位于目镜的焦点内，以得到它的放大的虚像

（4）.工作原理：物镜使物体成一放大的实像，然后再用目镜把这个实像放大。（成像原理图如下

或

成像情况见图所示，图中L1是物镜，L2是目镜，将物体AB放在L1的l倍和2倍焦距之间，经L1成放大倒立实像A1B1位于L2的焦点以内，再经L2放大成虚像A2B2。

（5）调节：显微镜只能调节物体，物体与看到的像移动方向相反。

5. 望远镜

㈠牛顿反射式望远镜

（1）物镜：凹面镜

（2）目镜：凸透镜

（3）成像光路图

（4）成像原理：

物镜的作用是将远处的物体拉近成缩小的实像，而目镜又把缩小的实像进一步放大为虚像。

㈡伽利略望远镜：

（1）物 镜：凸透镜（焦距较长）

（2）目 镜：凹透镜

（3）成像原理：远处物体射来的光线，经过物镜后，在尚未会聚成像之前，遇到目镜（凹透镜），将使会聚光线发散，这些发散光线的反向延长线的交点，形成正立的虚像，以便观察地面上远处的物体。

（4）成像光路

㈢开普勒望远镜：

（1）物 镜：凸透镜（焦距较长） 

（2）目 镜：凸透镜（焦距较短）

（3）天文望远镜的物镜的作用与照相机相同，成倒立、缩小的实像。目镜的作用与放大镜相同把物镜所成的像作为物体，位于目镜的焦点内，以得到它的放大的虚像

（4）成像性质：望远镜看到的是倒立缩小的虚像，但视角被放大，通过在物镜和目镜间的转像系统使物镜成的倒像再一次倒立而变成正像

（5）成像原理：远处射来的光线（可视为平行光），经过物镜后，会聚在它后焦点外离焦点很近的地方，成一倒立、缩小的实像。目镜的前焦点和物镜的后焦点是重合的，所以物镜的像作为目镜的物体，从目镜可以看到远处物体的倒立虚像。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，由于增大了视角，故提高了分辨能力。

（6）成像光路图：

（7）调节：望远镜调节物镜，镜头与看到的像移动方向一致

四、眼睛和眼镜

2.成像原理: 

从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立，缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就可以看到这个物体了。

成像特点：倒立、缩小 实像

结论：成像与照相机相同；调节方式不同

3.正常人眼远点无穷远，近点10cm，明视距离25cm

4.正常眼的调节：

5.眼睛和照相机类比

（1）透镜焦距的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透镜焦距的倒数叫做焦度，用表示，即

如果某透镜的焦距是0.5m，它的焦度就是

（2）眼镜的度数等于透镜焦度乘100的值，

   ,单位：度

（3）凸透镜度数是正数，凹透镜的度数是负数