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透镜
知识点一、凸透镜和凹透镜
1、透镜的概念：透镜使用透明物质制成的、表面为球面一部分的光学元件。透镜能让光线透过去，在进入和离开透镜时，光经两次折射而改变光路，所以透镜是一种折射镜。
根据透镜的形状，可把透镜分为两大类：如图甲所示，中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；如图乙所示，中间薄、边缘厚的透镜叫凹透镜。一般透镜的两个表面中至少一个表面是球面的一部分。如果透镜的厚度远小于球面的半径，这种透镜叫做薄透镜。
2、凸透镜和凹透镜的辨析
例如放大镜、老花镜的镜片都是凸透镜，近视眼镜的镜片是凹透镜。有时一滴水也能形成一个凸透镜。
3、主光轴和光心
物理名称 概念 主光轴
通过两个球面球心的直线叫做主光轴（镜片的两个表面或至少一个表面是球面的一部分），简称主轴。画主光轴应用“点画线”
光心
主轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用字母“0”表示。可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心
透镜
种类 凸透镜
定义
中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜
凹透镜
中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜 图示
注意：理解主光轴和光心应注意两点：①每个透镜都有且只有一条主光轴；②透镜光心在主光轴上。
知识点二、透镜对光的作用
1、实验探究：凸透镜和凹透镜对光的作用 让光通过一块薄薄的平行玻璃板，光几乎是沿直线传播的，所以带着由平行玻璃板制成的眼镜，对我们的视力毫无影响。那么像近视眼镜（凹透镜）和老花眼镜（凸透镜）这样的透镜对光的传播有什么影响呢。
探究①：如图所示取一个凸透镜正对着太阳光，再把纸放在它的另一侧，来回移动纸面，可以得到一个最小、最亮的光斑。太阳离我们非常远，射到地面的阳光可以看成平行光，平行光经过凸透镜后，汇聚成一个细小的点，说明凸透镜对光具有会聚作用。
探究②：在凹透镜的四周加一屏障（屏障用硬纸板中间开一个圆孔制成）遮住从平行光源射向凹透镜周围的光，如图所示，可以在光屏上得到一个圆形光斑，光斑直径大于圆孔直径，将光屏向远离凹透镜方向移动，光斑变大。这个实验说明凹透镜对光有发散作用。
2、结论：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。因此凸透镜又叫会聚作用，凹透镜又叫发散透镜。
3、透镜原理
①凸透镜对光的会聚作用的原理
如图所示，当光射到三棱镜的表面时，从空气进入三棱镜，光会发生折射，有光的折射规律可知，折射后的光会偏向底角，当光由三棱镜射出时，在与空气交界处又会发生第二次折射，继续偏向底角。同理，经下面的的三棱镜折射的光也会偏向底角，这两个三棱镜就会组合成一个中间厚、边缘薄的凸透镜，起到了对光的会聚作用。
②凹透镜对光的发散作用的原理
如图所示，把两个三棱镜尖对尖放置，就构成了一个凹透镜的模型，原理可参考对上图的反洗，此时我们就明白凹透镜对光有发散作用了。
知识点三、焦点和焦距 1、凸透镜的焦点与焦距
凸透镜能使跟主光轴平行的光会聚在主光轴上的一点，这个点叫做凸透镜的焦点，通常用字母F表示，焦点到凸透镜光心的距离叫做焦距，通常用字母f表示。凸透镜两侧各有一个焦点，两侧的两个焦距相等。如图所示
由于光路可逆，若把光源放在凸透镜的焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光。如图所示。
2、凹透镜的虚焦点
凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后变的发散，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汇聚点，所以叫凹透镜的虚焦点，如图所示。虚焦点到凹透镜光心的距离叫焦距，通常用字母f表示。凹透镜两侧各有一个虚焦点，两侧的两个焦距相等。
注意：①凸透镜对光的会聚作用是由于光通过它的两侧表面时发生折射造成的。
②焦距的长短反映了凸透镜对光的会聚作用的强弱，焦距短的会聚作用强（光线通过凸透镜后偏折程度大）。
③凸透镜的凸起程度决定了它的焦距长短：表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。每个凸透镜的焦距是一定的。
④同种材料制成的凹透镜，表面越凹，焦距越短，发散能力越强，同一凹透镜的焦距是一定的。 知识点四、透镜中的三条特殊光线
1、凸透镜和凹透镜的三条特殊光线图示及说明
凸透镜
通过光心的光线经凸透镜折射后，折射光线的传播方向不变 通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出
跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点
凹透镜
通过光心的光线经凹透镜折射后，折射光线的传播方向不变
射向凹透镜的光线，如果其延长线通过虚焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出，注意作图时过焦点的虚线一定要画出 跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过虚焦点，注意作图时过焦点的虚线一定要画出
2、凸透镜与凹透镜的比较
种类 相同点 不 同 点
有两个实焦点
有两个虚焦点
概念 实物图
凸透镜
凹透镜
都是用玻璃等透明材料制成的，有一定的厚度，至少有一个表面是球面的一部分 凡是中间厚、边缘薄的透镜，叫做凸透镜
凡是中间薄、边缘厚的透镜，叫做凹透镜
焦点 光学 性质
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2023-03-29
