第4章光的折射复习提纲(2015秋).doc

《第四章 光的折射》复习提纲
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一、光的折射
（1）定义：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。注意：发生折射现象时往往同时发生反射现象。
（2）术语：如图所示，共有5条线，3个角，注意：AO是入射光线，过入射点且垂直于界面的直线NN′称为法线，入线光线与法线的夹角α叫做入射角，折射光线OB与法线的夹角γ叫做折射角。
（3）光的折射规律：当光从一种介质斜射入另一种介质时，
①折射光线、入射光线和法线在同一平面内；②折射光线和入射光线分别位于法线两侧；③入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）；④光线垂直介质表面入射时，折射角等于零；
⑤当光从空气斜射入水（或玻璃）中时，折射光线偏向法线，折射角小于入射角；当光从水（或玻璃）斜射入空气时，折射光线偏离法线，折射角大于入射角；⑥折射时光路可逆。

（4）生活中的折射现象
①人在空气中看水中的物体（河底看起来较浅、戳鱼对准所看到鱼的下方戳去、被碗壁遮住的硬币重新被看见、鱼缸中的金鱼看起来较浅、水中的铅笔筷子向上弯折、玻璃砖下的物体看起来较浅等等）：人所看到的不是物体本身，而是折射所成的虚像，该虚像在实物的上方。
②人在空气中看天上的物体（潜水员看岸上的树木、星星闪烁、海市蜃楼、太阳还在地平线以下人眼就能看见、朝阳及落日看起来偏大甚至变形等等）：人所看到的不是物体本身，而是折射所成的虚像，该虚像在实物的上方。
③人透过水柱看后侧的物体（透过水杯看鹦鹉、平视水中的铅笔看起来变大且变形）：u＜f时，类似凸透镜，成正立放大的虚像。

二、透镜
（1）制造：透镜是用玻璃、石英、树脂等透明物质磨制而成。光照射过来，透过透镜的那部分光，将因为折射使传播方向发生偏折。
（2）分类：它的一侧或两侧表面是球面的一部分，按照形状，可以将透镜分为两类，中间厚边缘薄的叫凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜。
（3）基本概念：
①光心：一般把透镜的中心称为光心。入射光线经过光心时，传播方向不改变。
②主光轴：把通过光心且垂直于透镜平面的直线称为主光轴。
③焦点（F）：跟主光轴平行的平行光通过透镜后将会聚（或反向延长会聚）于主光轴上一点，这个点叫作焦点。
④焦距（f）：焦点到光心的距离叫焦距。
（4）透镜的作用：
凸透镜对光有会聚作用，也叫会聚透镜。凹透镜对光有发散作用，也叫发散透镜。
（5）特殊方向的光线：在右表中画出折射光线的大致方向。
三、凸透镜成像的规律
（1）凸透镜成像规律的探究
〖探究目的〗凸透镜成像，到底有哪几种不同的情况？
〖实验器材〗凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、刻度尺（光具座）
〖探究步骤〗
A．记录或粗测所选凸透镜的焦距。将蜡烛置于光具座最左端，光屏置于最右端，移动凸透镜，直至光屏上出现最小的清晰的像(光斑)，测出凸透镜和光屏之间的距离，该距离近似等于焦距。（天气好的时候也可先测焦距再组装，方法是让凸透镜正对着太阳光，取一张白纸在凸透镜另一侧移动，直至白纸上出项最小、最亮的光斑，测量白纸和凸透镜之间的距离。）
B．组装器材。透镜位于蜡烛和光屏的中间，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。（好处：使像成在光屏的中央。）
C．探究成像的动态变化规律。使烛焰从距离凸透镜较远处逐次靠近透镜，每次都调节光屏到透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像。观察像的大小、正倒如何随物距减小而变化。〖物体到透镜光心的距离叫物距（u），像到透镜光心的距离叫像距（v）〗。
D．探究不同像时，物距、像距和焦距的关系。
①使光屏上成倒立、缩小的像，记录几组物距、像距的数据；
②使光屏上成倒立、放大的像，记录几组物距、像距的数据；
③根据以上实验数据分析在何种情况下可以成倒立、等大的像，再试一试，记录成倒立、等大的像时的物距、像距的数据；
④使物距小于焦距，用眼睛通过透镜直接观察烛焰，记录像的特征，检验像的虚实。
E．小结与交流，得出凸透镜成像的规律。
〖常见问题〗
A.像不在光屏中间的调节方法：如右图，像的位置偏高，可以向上移动蜡烛，也可以向下移动凸透镜和光屏，还可以向上移动光屏，使像成在光屏的中间。调节时，蜡烛的移动方向与像的偏离方向相反，光屏的移动方向（凸透镜的移动方向）与像的偏离方向相同。
B.光屏上接受不到像。原因：
①烛焰、光屏的中心不在凸透镜的主光轴上；②物距小于焦距，成虚像；③物距等于焦距，不成像；④物距略大于焦距，像距过大，光具座不够长。
（2）凸透镜成像的规律
A.动态规律：
对于某个凸透镜来说：物体通过凸透镜成像的性质与物距有关。
B.具体性规律：
物距（u）
像距(v)
正立（倒立）
放大（缩小）
实像（虚像）
应用
u=∞
v≈f
在焦点附近形成一个光斑
测焦距
u>2f
f<v<2f
倒立
缩小
实像
照相机、人眼、摄像机
u=2f
v=2f
倒立
等大
实像
测焦距
f<u<2f
v>2f
倒立
放大
实像
幻灯机、投影仪
u=f
v=∞
不能成像
获取平行光
u<f
像和物同侧
正立
放大
虚像
放大镜
C.动态规律：
①凸透镜成像有三个区域，两个特殊点：两倍焦距处是物体成缩小像还是放大像的分界点(两倍焦距分大小)；一倍焦距处是物体成倒立实像还是放大虚像的分界点(一倍焦距分虚实)。
②当凸透镜焦距不变时，在成实像的前提下，物体离凸透镜越近，像离凸透镜越远，且像也越大 (物近像远像变大)。
③凸透镜所成的像：实像一定倒立，虚像一定正立；虚像一定放大，实像有放大、缩小、等大三种可能；实像一定与物体在透镜两侧，虚像一定与物体在透镜同侧，且在物体后面。
④根据，若像距v不变，当物距u减小时，焦距f减小后也能在光屏上成清晰的像（变焦相机、人眼成清晰像的原理）。

四、凸透镜成像规律的应用
（1）照相机：镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，当u>2f时，成倒立、缩小的实像。焦距固定的照相机是通过旋转调焦环使镜头前伸、后缩，改变像距从而使远近不同的景物都能在底片上成清晰的像。摄像机的光学原理与照相机相同。
幻灯机：镜头相当于一个凸透镜，它可以把幻灯片上的画面放映到屏幕上，当幻灯片到镜头的距离在2倍焦距和焦距之间时，在屏幕上成倒立的、放大的实像。投影仪、电影放映机的光学原理与幻灯机相同。
放大镜：一个短焦距的凸透镜，当把被观察的物体放在凸透镜的一倍焦距之内时，观察到的是物体正立的、放大的虚像。
（2）人眼
①成像原理：晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏，当u>2f时，成倒立、缩小的实像。
②近视眼成因：人眼看近处的物体时，人眼通过调节肌肉的松紧来使晶状体的弯曲度将变大，焦距变小，使问题在视网膜上成清晰的像。长此以往，会导致晶状体弯曲度维持较大的状态，焦距比正常眼睛小，维持一种适合看近处物体的状态，也就成了近视眼。
③近视眼、远视眼的特征：
近视眼（如图A）：适合看近处物体，看不清远处的物体。晶状体的厚薄经调节后，远处的像仍将落在视网膜的前方。
远视眼（如图B）：适合看远处物体，看不清近处的物体。晶状体的厚薄经调节后，近处的像仍将落在视网膜的后方。
④视力的矫正：
矫正近视眼所佩戴的眼镜的镜片是凹透镜，它的作用是使像相对于晶状体向后移（如图C）。
矫正远视眼所佩戴的眼镜的镜片是凸透镜，它的作用是使像相对于晶状体向前移（如图D）。
（3）望远镜
①作用：能使远处的物体在近处成像。②分类：开普勒望远镜、伽利略望远镜。
③结构特征和成像特征：
种类
结构特征
成像特征
开普勒望远镜
（天文望远镜）
物镜是凸透镜，
焦距较大。
目镜是凸透镜，
焦距较小。
物镜的后焦点、目镜的前焦点重合。
看到远处物体的倒立的虚像。
伽利略望远镜
物镜是凸透镜，
焦距较大。
目镜是凹透镜，
焦距较小。
物镜、目镜的后焦点重合。
看到远处物体的正立的虚像。
（4）显微镜：物镜是凸透镜，焦距较小；目镜是凸透镜，焦距较大。物体通过物镜成倒立放大的实像，再通过目镜成正立放大的虚像，最终成倒立放大的虚像。

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