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日志

 
 

【转载】点击凸透镜和凹透镜  

2014-04-03 09:24:48|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、透镜的种类

 

常见的透镜是由玻璃制成的,表面是球面的一部分。按其形状可分为两类:凸透镜和凹透镜。中间厚,边缘薄的透镜叫凸透镜,如图1甲所示;边缘厚中间薄的透镜叫凹透镜,如图1乙所示。(注意:判断凸透镜和凹透镜的惟一标准,不是看中间凸还是凹,而是看中间厚还是薄)。

 

【物理素材】 神奇的透镜(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

二、透镜的主光轴和光心

 

主光轴:通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴,每个透镜都有一条主光轴。主光轴简称主轴。

 

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,用字母“O”表示,可以认为薄透镜的光心就在透镜的中心。

 

三、透镜的焦点和焦距

 

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。凸透镜两侧各有一个焦点(用字母F表示)且对称。焦点到凸透镜光心的距离叫焦距(用字母f表示),凸透镜两侧焦距相等。

 

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凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过凹透镜后发散,发散光线的反向延长线交于主轴上的一点,这一点叫凹透镜的虚焦点。

 

四、透镜对光线的作用

 

凸透镜对光有会聚作用。凹透镜对光有发散作用。

 

说明:①凸透镜的会聚作用是由于光线通过它的两侧表面发生两次折射造成的;

 

②凸透镜焦距的长短反映了凸透镜会聚作用的强弱,焦距短的会聚作用强(光线通过后偏折得厉害);凹透镜焦距的长短反映了凹透镜发散作用的强弱,焦距短的发散作用强。

 

③凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短:表面越凸,焦距越短。每个凸透镜的焦距是一定的。

 

④“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都是会聚光束,“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都是发散光束。光线经凸透镜或凹透镜折射后的光束可以是会聚光束、平行光束或发散光束。如图4甲,AB、AE为射向凸透镜的两条入射光线,BD、EG为经凸透镜后射出的光线,它们并没有相交成一点,这是否可认为凸透镜对光线没有会聚作用呢?我们将入射光线AB、AE延长,即图中的BC和EF,把它们与经凸透镜射出的光线BD、EG比较。显然折射光线是相互“靠近”了。

 

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在图4乙中光线AB、CD入射到凹透镜上,折射光BE、DE相交成一点。这是否可认为凹透镜对光线有会聚作用呢?将入射线AB、CD延长。如图中虚线BP和DP,折射线BE和DE与入射光线的方向BP、DP相比较,它们相应“远离”了,它表明凹透镜对光起了发散作用,

 

由此可见,透镜对光是会聚还是发散,不是看折射光线是否相交而是体现在它们使光线相互“靠近”了还是“远离”了。

 

五、其他材料的凸透镜

 

实验室提供的透镜是用玻璃做材料的,在实际生活中同学们还可见到其他材料的透镜。例如:荷叶上的小露珠就是一个个“水透镜”,装有水的矿泉水瓶子,也是一个“水透镜”;我们还可以以冰为原料制作出“冰透镜”;如图玻璃砖中间有一个图5所示形状的空气泡,它是“空气透镜”,它是凸透镜还是凹透镜呢?(提示:将图沿中心纵向切开,有玻璃的部分是中间厚还是边缘厚?)

 

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六、区别凸透镜和凹透镜的方法

 

凸透镜与凹透镜可以从以下几个方面加以区别:外形特征、对光线的作用、成像特点及用途等。具体方法如下:

 

方法一:用手摸,镜子的中央部分比边缘厚的是凸透镜,镜子的中央部分比边缘薄的是凹透镜。

 

方法二:隔着镜子观察距镜子较近的书上的字,有放大作用的是凸透镜;字变小的是凹透镜。

 

方法三:隔着镜子观察距镜子较近的书上的字,移动镜子,若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相同,则该镜子是凹透镜;若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相反,则该镜子是凸透镜。

 

方法四:隔着镜子观察窗外的物体,若能看到上下左右都颠倒的像,这种镜子是凸透镜;若看到像是正立的,这种镜子是凹透镜。

 

方法五:将点燃的蜡烛放在离透镜适当距离处,在另一侧光屏上能得到倒立实像的是凸透镜;无论怎样调节,在另一侧光屏上不能得到像的是凹透镜。

 

方法六:让镜子正对太阳光照射,在镜子的另一侧放一张与透镜平行的白色卡片纸,耐心调节镜子与纸之间的距离,能得到一个小亮点的是凸透镜;始终不能获得小亮点的是凹透镜。

 

方法七:观察阳光通过了两副眼镜在地面上形成的光斑,若形成光斑的中间比四周明亮,则镜子是凸透镜;若形成光斑的中间比四周暗,则镜子是凹透镜。

 

方法八:近视眼镜,是用凹透镜做成的。老花镜,是用凸透镜做成的。

 

说明:辨别凸透镜与凹透镜有好多方法,哪种方法好,要视具体情况而定。例如,如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显,就不能用“摸”的方法(况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的);在有太阳光与没有太阳光的场合,所选的方法也不同。总之,一种好方法,应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的,不宜一概而论。

 

技巧:当你想要判别两件事物的相同和不同之处时,就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性,即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物,能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。


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