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透镜应用教学课件本教学课件为八年级物理学生准备,全面介绍透镜的基本概念、原理及其在日常生活中的广泛应用通过页精心设计的内容,带领学50生进入奇妙的光学世界,探索透镜的科学魅力学习目标认识凸透镜与凹透镜学习区分不同类型的透镜,了解其基本结构和特性,建立对透镜的直观认识掌握基本光学原理理解光线通过透镜时的折射规律,掌握特殊光线的传播路径,能够绘制基本光路图理解透镜日常应用探索透镜在放大镜、眼镜、照相机等日常用品中的应用原理,培养科学素养透镜的定义透明材料制成的光学元件至少一面为球面一部分透镜由玻璃、塑料等能够透镜的表面至少有一面是透过光线的材料制成,允球面的一部分,这种特殊许光线通过并改变其传播形状使光线能够按照特定方向规律折射空气和透镜交界处发生折射当光线从空气进入透镜或从透镜射出时,由于介质折射率的不同,光线的传播方向会发生改变透镜的分类凹透镜中间薄、边缘厚,具有发散光线的特性常见形式包括双凹透镜、平凸透镜凹透镜等主要应用于近视眼镜、中间厚、边缘薄,具有会聚光线的望远镜目镜等场合特性常见形式包括双凸透镜、平凸透镜等在放大镜、照相机镜头其他类型等应用中广泛使用包括棱镜、柱面镜、非球面透镜等特殊形式这些透镜针对特定应用场景设计,具有独特的光学特性凸透镜结构凸透镜的基本结构特征两面凸出或一面凸一面平凸透镜可以是双凸形(两面都向外凸出)或平凸形(一面平一面凸),其共同特点是中间部分比边缘部分厚主光轴与光心主光轴是通过透镜两个球面中心的直线,光心是凸透镜结构示意图,标注了主光轴和光心的位置光线通透镜中心点,光线通过光心时方向不变过透镜时,会向厚的一侧偏折凹透镜结构凹透镜的结构特点中间薄、边缘厚凹透镜的中心部分比边缘部分薄,可以是双凹形(两面都向内凹)或平凹形(一面平一面凹)主光轴与虚焦点凹透镜也有主光轴,但其焦点是虚焦点,平行光经过凹透镜后发散,其延长线会交于一点,称为虚焦点主光轴与光心主光轴定义与标识光心的特殊性质主光轴是通过透镜两个球面中光心是透镜上的一个特殊点,心的直线,是透镜的对称轴位于透镜的几何中心无论是在光学图中通常用水平线表凸透镜还是凹透镜,光线通过示,是描述光路的重要参考光心时都不会改变传播方向线利用光心的这一特性,我们可主光轴上的光线在理想透镜中以预测和分析光线通过透镜后会沿原方向传播,不发生偏的传播路径,是光路图绘制的折这一特性在光学系统设计重要依据中具有重要意义焦点与焦距焦点的物理意义焦距长度单位与标注凸透镜的焦点平行于主光轴的光线经过透镜折射后会聚于焦距是从光心到焦点的距离,通常用字母表示,单位是米f一点,称为实焦点()或厘米()m cm凹透镜的焦点平行于主光轴的光线经过透镜折射后发散,凸透镜焦距为正值,凹透镜焦距为负值焦距的大小决定了其延长线相交于一点,称为虚焦点透镜的会聚或发散能力特殊光线一通过光心光心特性应用意义当光线通过透镜的光心时,不这条特殊光线是绘制光路图的会发生折射,保持原来的传播基础之一,可以帮助我们确定方向这是因为在光心处,透物体成像的位置和大小在分镜的两个表面近似平行,且厚析复杂光学系统时,这一规律度很小能够大大简化问题这一特性适用于所有类型的透在设计光学仪器时,通过光心镜,无论是凸透镜还是凹透的光线提供了一个重要的参考镜,都遵循这一规律路径,有助于精确控制成像效果特殊光线二平行主轴凸透镜折射通过焦点凹透镜折射发散平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后,会聚于焦点这平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后向外发散,其延长F是凸透镜会聚光线的重要特性,使其能够形成实像线会交于虚焦点这是凹透镜发散光线的基本特性F特殊光线三经过焦点凸透镜出射光平行主轴凹透镜对着虚焦点的光线当入射光线通过凸透镜的焦点时,经过透镜折射后,出射光当入射光线的延长线指向凹透线将平行于主光轴这是焦点镜的虚焦点时,经过透镜折射定义的逆过程,反映了光路的后,出射光线将平行于主光可逆性原理轴这一特性使凸透镜能够将点光这一特性同样反映了光路可逆源发出的发散光变为平行光,性,但由于凹透镜只有虚焦是手电筒、探照灯等设备的工点,所以光线必须沿着特定方作原理向入射才能产生平行出射光光线经过透镜简图光线一通过光心光线通过透镜的光心时,方向保持不变这适用于所有类型的透镜,O是最基本的光路特性光线二平行主轴平行于主光轴的光线经过透镜后,凸透镜使其通过焦点,凹透镜使F其沿着与虚焦点连线的方向发散F光线三通过焦点凸透镜中通过焦点的光线折射后平行于主光轴;凹透镜中指向虚焦点的光线折射后平行于主光轴利用这三种特殊光线,我们可以准确绘制任何物体通过透镜成像的光路图,预测成像位置和大小凸透镜对光的作用会聚(收敛)光线生活实际举例凸透镜的主要光学特性是会聚光放大镜利用凸透镜会聚光线形线当平行光通过凸透镜时,会成放大的虚像,帮助观察小物被折射并聚集到焦点这种会聚体作用使凸透镜能够形成实像,是照相机镜头通过凸透镜将物体其最基本的功能的光线会聚到感光元件上形成实凸透镜的会聚能力与焦距相关像焦距越短,会聚能力越强;焦距投影仪利用凸透镜将幻灯片上越长,会聚能力越弱的图像放大投射到屏幕上老花镜利用凸透镜补偿老年人晶状体调节能力下降的问题凹透镜对光的作用发散光线原理近视眼镜凹透镜的主要光学特性是发近视眼镜镜片采用凹透镜,散光线当平行光通过凹透能够将物体发出的光线适当镜时,会被折射成发散光,发散,补偿近视眼球过度会其延长线会交于虚焦点这聚的问题,使图像正好落在种发散作用使凹透镜只能形视网膜上,从而矫正视力成虚像,不能形成实像相机广角镜头摄影中的广角镜头组合使用了凹透镜元件,利用其发散光线的特性增大视场角,捕捉更广阔的场景,适合风景和建筑摄影光路图绘制要点选择特殊光线绘制光路图时,优先选择三种特殊光线通过光心的光线、平行于主光轴的光线、通过焦点或指向虚焦点的光线注意折射规律凸透镜使光线向光轴方向折射,凹透镜使光线背离光轴方向折射准确绘制折射后光线的方向至关重要利用交点确定像点至少两条特殊光线的交点即为像点位置如果光线实际不相交,可通过延长线找到虚像位置光路图绘制是理解透镜成像的关键工具,掌握这一技能对解决透镜问题至关重要注意使用虚线表示延长线,实线表示实际光路填空练习一光路方向情景一通过光心情景二平行主光轴当光线通过透镜光心时,其传播方向将(保持不变向内平行于主光轴的光线通过凸透镜后,将(发散会聚通过_____/_____/弯折向外弯折)焦点保持平行)//这一规律适用于(只有凸透镜只有凹透镜所有透平行于主光轴的光线通过凹透镜后,将(发散,延长线_____//_____镜)通过虚焦点会聚保持平行)//焦距的测量平行光聚焦法操作步骤简述利用太阳光(近似平行光)通选择一个晴朗的日子,在室
1.过凸透镜会聚到焦点的原理进内暗处进行实验行测量将透镜对准太阳,在将凸透镜对准窗外的阳光
2.透镜另一侧放置白纸作为屏在透镜后方放置一张白纸作
3.幕,调整透镜与屏幕的距离,为屏幕直到在屏幕上形成最小最亮的前后移动白纸,直到在纸上
4.光斑形成最小最亮的光点此时透镜到屏幕的距离即为焦测量透镜中心到白纸的距
5.距这种方法简单实用,适合离,即为焦距在教学环境中演示实验展示测焦距准备材料凸透镜、米尺或卷尺、白纸、支架、手电筒(如无阳光)这些都是常见的教学用具,易于获取实验过程固定透镜于支架,调整使其与光源和屏幕在同一直线上移动屏幕直至形成清晰的光点或光斑,记录此时透镜到屏幕的距离数据处理重复测量次,取平均值作为最终焦距计算误差,分3-5析可能的误差来源,如测量不精确、光源不够平行等典型错误辨析错误一光线方向混淆错误二焦点标注错误常见错误将凸透镜的会聚作常见错误未区分实焦点和虚用和凹透镜的发散作用混淆,焦点,或在光路图中位置标注导致光路图绘制错误不准确正确做法牢记凸透镜使平行正确做法凸透镜的焦点是实光会聚通过焦点,凹透镜使平焦点,用实线标注;凹透镜的行光发散,延长线通过虚焦焦点是虚焦点,用虚线标注点错误三忽略光心特性常见错误忘记通过光心的光线方向不变这一基本规律正确做法始终记住无论何种透镜,通过光心的光线都保持原方向不变,这是绘制光路图的重要依据练习题一凸透镜成像问题分析判断题当物体位于凸透镜的二倍焦距图中物体位于二倍焦距外,
1.外时,成倒立缩小的实像成像是倒立缩小的实像()若将物体移至焦点与二倍焦
2.当物体位于一倍焦距到二倍焦距之间,像将变为倒立放大距之间时,成倒立放大的实的实像()像若将物体移至焦点内,像将
3.当物体位于焦点内时,成正立变为正立放大的虚像()放大的虚像当物体位于焦点上时,将不
4.请根据上述规律,分析以下光会形成像()路图中物体的成像情况练习题二凹透镜成像题目要求分析要点观察下图中的凹透镜光路图,分析光线的传播路径,判断以下说法的正误凹透镜无论物距如何,始终形成正立缩小的虚像,且像在物体同侧判断发散光线和虚焦点位置时,需要特别注意实线和虚线的使用实线表示实际光路,虚线表示延长线
1.凹透镜只能形成虚像,不能形成实像()
2.凹透镜形成的像总是正立的()
3.凹透镜形成的像总是比物体小()
4.凹透镜的像与物总是在透镜的同一侧()透镜的常见应用眼镜近视眼镜采用凹透镜,使光线适当发散;远视眼镜采用凸透镜,增强光线会聚能力;散光镜片则采用柱放大镜面透镜,纠正不同方向的屈光不正放大镜利用凸透镜形成正立放大的虚像,使小物体看起来更大更清照相机晰当物体位于焦点内时,观察者可以看到放大的虚像照相机镜头由多组透镜组成,将物体发出的光线会聚到感光元件上形成倒立的实像通过调节镜头组距离改变焦距,实现对焦和变焦功能放大镜原理动画放大镜的光学原理放大镜的实际应用放大镜是最常见的凸透镜应阅读小字体文本,如报纸、•用当物体放在焦点以内时,字典或地图上的细节光线经过透镜后发散,不能在观察昆虫、植物或其他微小•透镜后方形成实像,但延长线自然物体的结构相交形成正立放大的虚像精密工作,如珠宝制作、钟•表修理等虚像与物体同侧,放大倍数与物距和焦距有关当物距接近点火工具利用会聚阳光产•焦距时,放大倍数最大;当物生高温距很小时,放大效果减弱近视眼镜近视眼的成因近视眼的眼球通常过长或晶状体屈光力过强,导致平行光线会聚在视网膜前方,形成模糊的图像凹透镜矫正原理凹透镜具有发散光线的作用,可以使平行光线经过适当发散后进入眼球,正好会聚在视网膜上,形成清晰的图像度数与焦距近视眼镜的度数越高,表示凹透镜的焦距越短,发散能力越强例如,度表示焦距约为米-300-
0.33远视眼镜远视眼的成因凸透镜矫正原理远视眼的眼球通常过短或晶状凸透镜具有会聚光线的作用,体屈光力不足,导致平行光线可以补偿远视眼或老花眼屈光的会聚点在视网膜后方,形成力不足的问题,使光线经过额模糊的图像近距离物体问题外会聚后进入眼球,正好聚焦尤为明显在视网膜上随着年龄增长,人眼晶状体弹凸透镜的度数越高,焦距越性下降导致的老花眼,其光学短,会聚能力越强例如,特性与远视类似,都需要增强度表示焦距约为米远+
2500.4光线的会聚能力视或老花程度越严重,需要的度数越高照相机焦距调节近距离对焦远距离对焦当拍摄近距离物体时,镜头组需要远离感光元件,增加镜头到感光当拍摄远处物体时,镜头组需要靠近感光元件,减小镜头到感光元元件的距离,使物体的实像正好落在感光平面上件的距离,确保远处物体的实像清晰成像现代相机通常采用自动对焦系统,通过电机精确控制镜头组位置,实现快速准确的对焦变焦镜头则通过调整镜组间距离,改变等效焦距,实现不同视角的拍摄投影仪与投影原理投影仪的光学系统透镜在投影中的作用投影仪利用强光源、透镜系统和成像屏幕三大部分组成光源发投影镜头通常是由多组凸透镜组成的复杂光学系统,其主要功能出的光线通过投影片(或液晶屏),然后经过凸透镜成像系统,包括在远处的屏幕上形成放大的倒立实像•将物体(投影片或液晶屏)的图像放大投射到屏幕上为了使图像正立显示,投影内容通常事先倒置处理,或通过额外•通过调整焦距使图像清晰呈现在屏幕上的光学元件(如反射镜)调整像的方向•矫正各种光学像差,提高投影质量•控制投影距离与屏幕尺寸的关系(投射比)显微镜双透镜系统物镜物镜是靠近标本的凸透镜组,焦距很短,放大倍数高它将微小物体放大形成第一次实像,这个像比物体大得多,但仍然肉眼难以观察目镜目镜是靠近观察者眼睛的凸透镜组它将物镜形成的第一次实像作为自己的物体,在焦点内形成进一步放大的正立虚像,供观察者观看总放大倍数显微镜的总放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积例如物镜配合目镜可获得倍放大效果40X10X400摄像机摄像机光学系统透镜组合原理摄像机使用多组透镜系统,通常摄像机镜头是凸透镜和凹透镜的包括精密组合,每组透镜都有特定功能变焦镜组通过移动不同镜•片改变焦距,实现放大缩小凸透镜负责会聚光线形成清晰功能像,凹透镜用于校正色差和各种像差,减少图像畸变多组透镜对焦镜组调整镜片位置使•相互配合,实现高质量成像光线精确聚焦在传感器上光圈组控制进光量并影响•数码摄像机将光学像转换为电信景深号,通过电子处理后存储或直接显示,是光学与电子技术的完美稳定镜组在某些专业摄像•结合机中用于减少抖动天文望远镜结构物镜天文望远镜的物镜是口径较大、焦距较长的凸透镜,用于收集天体发出或反射的光线物镜直径越大,收集的光线越多,能看到更暗的天体成像过程远处天体的光线几乎平行进入物镜,经折射后在焦平面上形成倒立的实像这个实像比直接用肉眼观察时在视网膜上形成的像大得多目镜观察观测者通过目镜(凸透镜)观察物镜形成的实像目镜将这个实像视为物体,在自己的焦点内形成更大的虚像,使天体看起来更大更清晰开普勒式天文望远镜的最终像是倒立的,但这对观测天体影响不大总放大率等于物镜焦距除以目镜焦距实验探究活动设计自制简易投影仪1小组活动目标利用简单材料制作一个能够投影手机屏幕图像的简易投影仪所需材料鞋盒、放大镜(凸透镜)、手机、剪刀、黑色卡纸、胶带、白色纸张制作步骤2在鞋盒一端中央剪一个与放大镜大小相当的圆孔,将放大镜固定在孔上用黑色卡纸遮盖鞋盒内部,减少杂散光干扰在鞋盒另一端放置手机,调整手机亮度到最大调试与展示3在暗室中,将鞋盒对准白墙,调整手机与透镜的距离,直到墙上出现清晰的放大图像探究不同距离下图像的大小、清晰度变化,记录并分析实验结果课堂讨论哪些生活用品有透镜?家居用品门镜(凸透镜,扩大视野)、浴室防雾镜、阅读灯放大镜、老花镜、太阳镜(可能含有特殊透镜)电子设备手机相机镜头、电脑摄像头、投影仪、扫描仪、VR眼镜、游戏机感应器、激光笔交通工具汽车后视镜(凸面镜)、汽车大灯(反光镜与透镜组合)、自行车反光镜、交通信号灯透镜医疗器械显微镜、内窥镜、手术放大镜、医用激光设备、眼底照相机、验光仪器现代光学仪器激光对准仪扫描设备激光对准仪利用透镜系统将激现代扫描设备如条形码扫描光光源发出的光线调整为理想器、文档扫描仪等都大量使用的线状或点状光束,广泛应用透镜系统透镜将光线聚焦到于建筑施工、机械安装等领特定区域,然后收集反射光进域行信息处理精密透镜组合确保激光束高度三维扫描仪更是利用多组透镜平行,即使在远距离也能保持和激光系统,通过测量光线反准确的方向和位置,为精确测射时间和角度,精确重建物体量提供参考的三维结构,已广泛应用于工业设计、医疗成像和考古研究等领域透镜的材料选择光学塑料常用的光学塑料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等PC PMMA光学玻璃优点是重量轻、不易碎、成本低,最传统和广泛使用的透镜材料,具缺点是耐刮性较差,热稳定性不如有优异的光学性能和稳定性种类玻璃繁多,包括冕牌玻璃、火石玻璃晶体材料等,不同类型具有不同折射率和色散特性某些特殊应用中使用的材料,如氟化钙、硒化锌等这些材料在特定波长范围内具有优异的透光性,常用于红外或紫外光学系统中透镜制造简史古代起源1公元前8世纪,亚述人已经使用简单的水晶透镜古罗马时期,发现凸透镜可以聚焦阳光和放大物体,但主要用作点火工具中世纪发展213世纪,欧洲出现了第一批阅读用的透镜,用于制作眼镜阿拉伯学者伊本·海塔姆Alhazen在光学研究中系统研究了透镜原理望远镜时代31608年,荷兰眼镜匠汉斯·利珀希发明望远镜1609年,伽利略改进设计并用于天文观测,开启了现代天文学革命现代精密光学419-20世纪,蔡司等光学公司发展了现代精密透镜制造技术如今,计算机辅助设计和纳米级精度加工使透镜性能达到前所未有的水平特殊透镜举例渐变型透镜非球面透镜渐变折射率透镜是一种特殊的透镜,其折射率不是均匀传统透镜表面是球形的,而非球面透镜的表面轮廓经过特殊设GRIN的,而是从中心到边缘逐渐变化这种设计使光线在透镜内部计,不再是简单的球面这种设计可以有效减少球差等像差,沿曲线传播,可以在较小体积内实现复杂的光学功能提高成像质量渐变透镜广泛应用于光纤通信、医疗内窥镜和紧凑型光学系统非球面透镜在高端相机镜头、望远镜、显微镜和眼镜中越来越中,能够减少系统中所需的透镜数量,降低体积和重量普遍虽然制造难度较大,但现代加工技术已经能够实现高精度的非球面透镜批量生产透镜在自然世界的启示水滴透镜生物眼睛水滴由于表面张力形成近似球形,能够像凸透镜一样会聚光线雨后植昆虫的复眼由数百个微小透镜组成,每个透镜对应一个感光单元人类物叶面上的水珠经常展现出这种自然透镜效应,可以看到微小而清晰的和其他脊椎动物的眼睛则是一个精密的光学系统,晶状体作为可调焦的倒立实像透镜,实现对不同距离物体的清晰成像这些自然现象启发了许多光学设计例如,仿生学中的复眼相机技术就是模仿昆虫复眼结构设计的,具有超广角视野和良好的景深特性立体视觉与多枚透镜3D立体视觉原理多透镜应用人类的双眼视觉系统是天然的立体视觉系统两只眼睛分别现代成像设备通常使用多枚透镜系统3D从略微不同的角度观察同一物体,形成两幅略有差异的图相机使用双镜头或多镜头捕捉不同角度的图像•3D像大脑处理这些差异,感知出物体的深度和立体感投影系统使用多个投影透镜呈现立体图像•3D技术正是模仿这一原理,通过各种方法向左右眼分别呈现3D设备每只眼睛对应一套精密的透镜系统•VR/AR稍有差异的图像,创造立体视觉体验光场相机使用微透镜阵列捕捉光场信息•透镜与色散问题色散现象色散是指不同颜色(波长)的光通过透镜时,发生不同程度的折射通常,蓝光折射角度大于红光,导致不同颜色的光聚焦在不同位置色差影响色散现象导致光学系统产生色差,表现为图像边缘出现彩色晕圈,降低图像清晰度和对比度,特别是在高质量摄影和精密光学仪器中尤为明显传统解决方案消色差透镜组结合折射率不同的两种玻璃制成的透镜(如冕牌玻璃和火石玻璃),通过适当设计可以使两种或三种波长的光在同一点聚焦纠正像差新技术多层镀膜技术异性镜片设计现代透镜表面通常涂覆多层特现代光学设计利用计算机辅助殊材料,厚度精确控制在纳米技术创造复杂的非球面和自由级别这些镀膜层能够曲面透镜这些透镜表面不再是简单的球面,而是精确计算减少光线反射,提高透光率•的复杂曲面,可以选择性地透过或反射特定波•在单个透镜中纠正多种像差长的光线•减少光学系统中所需的透镜•平衡不同波长光线的传输特•数量性,减轻色散影响缩小光学系统体积和重量•增强耐磨性和耐候性•提高成像质量和分辨率•小结复习一概念与结构透镜的定义透镜是由透明材料制成的、至少有一个球面表面的光学元件主要通过折射作用改变光线传播方向透镜的分类按形状分为凸透镜(中间厚边缘薄)和凹透镜(中间薄边缘厚)凸透镜会聚光线,凹透镜发散光线重要概念主光轴通过透镜两个球面中心的直线光心透镜的几何中心点,光线通过光心方向不变焦点平行主光轴的光线经过透镜后会聚或发散的交点或延长线交点焦距光心到焦点的距离小结复习二实验与原理特殊光线传播规律透镜成像规律
1.通过光心的光线方向不变凸透镜物距大于二倍焦距时,成倒立缩小实像;物距在一至二
2.平行主光轴的光线经凸透镜后倍焦距间,成倒立放大实像;物通过焦点;经凹透镜后发散,延距小于焦距,成正立放大虚像长线通过虚焦点凹透镜只能成正立缩小的虚像
3.通过焦点的光线经凸透镜后平行主光轴;指向虚焦点的光线经凹透镜后平行主光轴焦距测量方法平行光聚焦法利用太阳光或远处光源的平行光,测量透镜到清晰光点的距离实像法调整物距和像距,使物像等大,此时物距和像距均为二倍焦距小结复习三应用举例光学仪器照相机利用凸透镜组成实像视力矫正显微镜物镜和目镜的双透镜系统近视眼使用凹透镜,使光线适当发望远镜利用透镜组合观察远处物体散投影仪利用透镜将小图像放大投射远视眼和老花眼使用凸透镜,增强日常应用光线会聚能力放大镜利用凸透镜形成放大虚像散光使用柱面透镜,针对不同方向进行矫正太阳能聚光利用凸透镜会聚阳光光纤通信利用光学透镜耦合光信号激光设备利用透镜控制激光束拓展阅读光学的发展现代光学前沿光学与其他学科的交叉光学技术正朝着多个方向快速发现代光学与多个学科深度交叉展,包括•光电子学光学与电子学结合,•自适应光学使用可变形透镜或发展光电传感器、显示技术等镜面,实时补偿大气扰动或其他•信息技术光存储、光通信成为光学畸变信息技术的重要组成部分•量子光学研究光的量子特性及•能源技术光伏发电、光催化等其应用,如量子通信和量子计算利用光能的技术蓬勃发展•超构材料人工设计的复合材•材料科学新型光学材料和纳米料,具有自然界不存在的光学特光学结构不断涌现性•生物光子学将光学技术应用于生物医学研究和临床诊断拓展应用自动驾驶中的透镜视觉摄像系统激光雷达红外传感器自动驾驶汽车配备多个高清激光雷达系统使用特殊夜间驾驶时,红外传感器通LiDAR摄像头,每个摄像头都包含透镜组控制激光束的发射和过特殊材料的透镜捕捉热辐精密的透镜系统这些透镜接收透镜质量直接影响距射,帮助系统识别行人和动需要具备广角视野、低畸离测量的精度和分辨率,是物这些透镜使用锗或硫化变、高分辨率和适应不同光自动驾驶汽车看清周围环境锌等特殊材料,对红外光具照条件的能力的关键有良好的透过性课堂互动答疑解惑问题一为什么凹透镜不能形成问题二为什么近视眼不能用凸实像?透镜矫正?答凹透镜的基本特性是发散光答近视眼的问题是光线在视网线无论物体在何处,经过凹透膜前聚焦,即眼球的会聚能力过镜折射后的光线总是发散的,不强使用凸透镜会进一步增强会会在透镜另一侧相交,因此不能聚能力,使焦点更靠前,加重近形成实像但这些发散光线的延视正确的做法是使用凹透镜,长线可以在物体同侧相交,形成适当发散光线,补偿过强的会聚虚像能力问题三焦距为零的透镜可能存在吗?答理论上不可能存在焦距为零的透镜焦距等于零意味着平行光线经过透镜后立即会聚于一点,这在物理上不可能实现实际上,任何透镜都有一个非零的焦距,表示其折射能力的强弱综合练习题选择题计算题
1.当光线通过凸透镜的光心时()
1.一个焦距为10cm的凸透镜,当物体距离透镜15cm时,像距为多少?像A.向上偏折B.向下偏折C.方向不变是放大还是缩小?是实像还是虚D.完全反射像?
2.下列光学仪器中,不使用凹透镜
2.某光学系统由两个焦距分别为5cm的是()和20cm的凸透镜组成,两透镜相距A.近视眼镜B.显微镜物镜C.天文望25cm若物体位于第一个透镜前10cm处,求最终像的位置和性质远镜D.广角相机镜头
3.凸透镜成像的特点,错误的是
3.一个放大镜的焦距为5cm,要获得3倍放大的正立虚像,物体应放在距()透镜多远处?A.可以成实像B.可以成虚像C.总是倒立的D.可以放大也可以缩小拓展题自制球面透镜实验目标利用水滴的表面张力制作简易球面透镜,观察其光学特性,理解透镜的基本原理所需材料透明塑料片(如光盘盒)、水、滴管、小型激光笔、白纸、尺子、透明胶带制作步骤
1.在塑料片上用透明胶带围成一个小圆圈(直径约1-2cm)
2.用滴管在圆圈内滴入水,使水因表面张力鼓起成凸透镜形状
3.将塑料片水平放置,用激光笔从下方照射水滴透镜
4.在上方放置白纸,观察光点大小随距离变化的情况注意事项实验中要小心操作,避免激光直射眼睛水滴透镜易受振动影响,需要在稳定平面上进行实验总结与展望透镜知识对学科学习的作鼓励自主探究用透镜领域仍有广阔的探索空间,透镜知识是光学的基础,也是理鼓励同学们解更复杂光学现象的关键掌握在日常生活中发现透镜的应•透镜原理有助于用并思考其原理培养空间思维能力和抽象思•设计简单的透镜实验,验证•维能力课堂所学知识建立物理规律与日常生活的•关注光学技术的最新发展,•联系如增强现实中的透镜应用AR为学习波动光学、量子光学•等高级内容打下基础思考透镜技术如何解决现实••理解现代科技设备的工作原生活中的问题理谢谢大家课程回顾学以致用在这页的课程中,我们从希望同学们能将所学知识应50透镜的基本概念出发,学习用到生活中,培养观察和思了凸透镜和凹透镜的结构特考能力透镜原理不仅是物点,掌握了光线经过透镜的理考试的重要内容,更是理折射规律,探索了透镜在各解世界的一把钥匙让我们种光学仪器中的应用,并了带着好奇心,继续探索光学解了透镜技术的发展前景的奇妙世界!课后实践鼓励同学们完成教材中的习题,动手制作简易光学仪器,参观科技馆中的光学展区,将透镜知识与日常生活紧密结合,体验科学的乐趣。
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