1、第五章 透镜及其应用第2节 生活中的透镜课题引入u 照相机、投影仪、放大镜等都是我们生活中非常常见的东西，它们分别为我们留下了回忆、展现了不同的事物、看清了渺小的小世界在我们的日常生活中亦扮演着重要的角色，然而你真正的了解它们的结构，了解它们的工作原理吗？照相机u 仔细观察照相机，你会发现所有照相机的前面都有一个镜头。镜头是由一组透镜组成的，相当于一个凸透镜。来自物体（人或景物）的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，形成被照物体的像（如图）。照相机u 照相时，物体离照相机镜头比较远，像是缩小、倒立的。早期照相馆里，摄影师取景时看到的像就是缩小、倒立的（如图）。现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的
2、像转变成正立的，便于观察。照相机自制模型照相机u 用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动（如图）。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为510cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了模型照相机。照相机u 在较暗的室内，把凸透镜对着明亮的室外，拉动纸筒，改变透镜和薄膜间的距离，就可以在薄膜上看到室外景物清晰的像。如果把薄膜换成感光胶片，就可以得到照相底片了。u 观察时请注意，薄膜上的景物是不是倒立的？照相机u 胶片相机的胶片上涂着一层对光敏感的物质，这种物质在受到光的照射后发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上。现在生活中常使用数码相机，
3、数码相机用一种电荷耦合器件代替胶片。这种电荷耦合器件能把光信号转换成电信号，从而更方便地记录物体的像。u 无论是胶片相机还是数码相机，它们的成像都离不开透镜。投影仪u 投影仪也是利用凸透镜来成像的。投影仪u 把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上。调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像（图5.2-3）。观察像的大小、正倒。投影仪u 投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，来自投影片（物体）的光，通过凸透镜后会聚在天花板上，形成图案的像。物体离投影仪镜头比较近，像是放大、倒立的。u 现在会议室、教室用的投影仪（图5.2-4），通常与电脑相连，电脑上的字或图通过投影仪被放大，原理
4、和上面说的投影仪类似。放大镜u 生活中常用的放大镜也是一个凸透镜，它是最常用的光学仪器之一。把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，我们就能看清物体的细微之处。这时我们看到的像是放大、正立的（如图）。实像和虚像u 照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚而成的。如果把感光板放在像的位置，确实能够记录下所成的像。这种像叫做实像（real image）。凸透镜所成的实像是来自物体的光会聚而成的，它和物体分别位于凸透镜的两侧（图5.2-6）。实像和虚像u 平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时，通过凸透镜出射的光没有会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像的
5、位置发出的，物体和虚像位于凸透镜的同侧（图5.2-7）。知识点1：透镜在生活中的实际应用1.凸透镜成像的实际应用（1）投影仪结构：如图所示，投影仪的镜头是一个凸透镜，投影片是物体，屏幕相当于光屏，平面镜的作用是改变光的传播。课堂讲解知识点1：透镜在生活中的实际应用1.凸透镜成像的实际应用（1）投影仪原理：物体（投影片）与凸透镜的距离大于一倍焦距小于二倍焦距（即fu2f，在凸透镜另一侧成倒立、放大的虚像。规律：物距u减小，则像变大、变远。课堂讲解知识点1：透镜在生活中的实际应用1.凸透镜成像的实际应用（1）投影仪特别警示特别警示 （1）投影仪原理：投影仪放到一倍焦距到二倍焦距之间，成倒立、放大的
6、实像；（2）照相机原理：被照物体放在二倍焦距以外，成倒立、缩小的实像；（3）放大镜原理：把被放大的物体放在一倍焦距以内，成正立、放大的虚像。课堂讲解知识点1：透镜在生活中的实际应用1.凸透镜成像的实际应用（2）照相机结构：照相机主要由镜头、胶片（底片）及一些附属部件（如调焦环、光圈、快门等）组成。原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏，被拍摄的景物到镜头的距离大于二倍焦距（即u2f）时，调节镜头到胶片的距离，胶片上会出现清晰的倒立、缩小的实像。规律：物距u减小，则像变大、变远。课堂讲解知识点1：透镜在生活中的实际应用1.凸透镜成像的实际应用（3）放大镜（如图）放大镜就是一个短焦距的
7、凸透镜，它可以将较小的、眼睛不易辨清的物体“放大”，但是必须把物体放在凸透镜的一倍焦距以内，则眼睛通过放大镜才能看到物体正立、放大的虚像，而且物体与像在凸透镜的同侧。当物距uu，即有”物远像变大“的规律，即当物体越靠近焦点，成像越远、越大。课堂讲解知识点1：透镜在生活中的实际应用 例 1：凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像，下列关于凸透镜成像的说法正确的是（）B课堂讲解A.在照相机中成正立、缩小的实像B.在投影仪中成倒立、放大的实像C.做放大镜时，成正立、放大的实像D.以上说法都不正确课堂讲解例1：【解析】根据选择项中的各种光学仪器，结合凸透镜成像的规律，即可确定每个选择项的正误
8、。A中照相机是利用物距大于凸透镜的二倍焦距时，物体成倒立缩小的实像而制成的，不是正立的像，故A错误；B中投影仪是物距大于凸透镜的一倍焦距小于二倍焦距时，成倒立放大的实像而制成的，故B正确；C中放大镜是利用物距小于凸透镜的一倍焦距时，物体成正立放大的虚像，不是实像，故C错误。课堂讲解例 2：在小孔成像；平面镜成像；放大镜成像；照相机成像；幻灯机成像中（）CA.成实像的是B.成虚像的是C.属于反射成像的是D.属于折射成像的是课堂讲解例2：【解析】小孔成像是光沿直线传播的原理，所成的像是倒立的实像；平面镜成像是光的反射成像，所成的像是正立等大的虚像；放大镜成像是光的折射成像，所成的像是放大正立的虚像
9、；照相机成像是光的折射成像，所成的像是缩小倒立的实像；幻灯机成像是光的折射成像，所成的像是放大倒立的实像。课堂讲解例 3：关于照相机、放大镜、幻灯机的使用，下列说法正确的是（）CA.应将被拍照物体放在照相机镜头的二倍距离以内B.应把被观察的物体放在放大镜焦点上C.应将幻灯片放在幻灯机镜头的一倍焦距至二倍焦距之间D.应将幻灯片放在幻灯机镜头的焦点以内知识点2：虚像和实像1.实像是由实际光线会聚而成的，是能用光屏承接的，用眼睛也能直接观察到的。凸透镜所成的实像是来自物体的光会聚而成的，它和物体分别位于凸透镜的两侧，如图所示。特别警示特别警示 凹透镜只能生成缩小的、正立的虚像，像在焦距以内。课堂讲解
10、知识点2：虚像和实像2.虚像是由实际光线的反向延长线相交而成的，是不能用光屏承接的，但能用眼睛直接看到。平面镜和放大镜所成的像都是虚像，凸透镜成虚像时，通过凸透镜出射的光没有会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从虚像的位置发出的，物体和虚像位于凸透镜的同侧，如图所示。课堂讲解知识点2：虚像和实像3.实像与虚像的区别（1）成像原理不同：物体射出的光线经光学元件反射或折射后，重新会聚所成的像叫做实像，它是实际光线的交点。在凸透镜成像中，所成实像都是倒立的。如果物体发出的光线经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。课堂讲解知识点2：虚像和实像3.实像与虚像的区别（2
11、）承接方式不同：虚像能用眼睛直接观看，但不能用光屏承接；实像既可以用光屏承接，也可以用眼睛直接观看。人看虚像时，仍有光线进入人眼，但光线并不是来自虚像，而是被光学元件反射或折射的光线，只是人们有“光沿直线传播”的经验，以为它们是从虚像发出的。虚像可能因反射形成，也可能因折射形成，如平面镜成等大的虚像，凸透镜成放大的虚像。课堂讲解知识点2：虚像和实像3.实像与虚像的区别（3）成像位置不同：实像在反射成像中，物、像处于镜面同侧，在折射成像中，物像处于透镜异侧；虚像在反射成像中，物、像处于镜面异侧，在折射成像中，物像处于透镜同侧。课堂讲解知识点2：虚像和实像 例 1：课外小实验活动中，小明将盛满水的
12、圆柱形透明玻璃杯贴近物理课本，透过玻璃杯观察书上的小丑图片（圆圈中的小丑图片与课本中的小丑图片实际大小相等），如图所示，他所看到的虚像是（）A课堂讲解课堂讲解例1：【解析】盛满水的圆柱形透明玻璃杯竖着看中间厚边缘薄，相当于凸透凸透镜镜；当小刚把玻璃杯竖着贴近书看小丑图片时，图片离玻璃杯很近，满足物距小于焦距，符合凸透镜成像规律：符合凸透镜成像规律：uf，成正立放大的虚像，成正立放大的虚像。玻璃杯竖着贴近小丑图片时，因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形样子，中间厚边缘薄，与凸透镜一样，所以是左右方向放大，所以小丑图片通过玻璃杯左右成正立放大的虚像；而因为玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大
13、作玻璃杯面上下相同（不是弧形样子），不会起到放大作用用，所以像与图片应该是左右加宽，而上下与图片相同，只有A显示的像是符合要求的。课堂讲解例 2：关于实像与虚像，下列说法中不正确的是（）AA.万花筒中所见到的美丽图形是虚像，而潜望镜中所看到的则是实像B.实像是由实际光线会聚而成，虚像则不是C.在光屏上能得到的像是实像，而得不到的则是虚像D.透镜能成实像，而平面镜只能成虚像课堂讲解例2：【解析】A中万花筒中所见到的美丽图形是虚像虚像，而潜望镜也是平面镜平面镜，所以在潜望镜中所看到的也是虚像，故本选项错误，但符合题意；B中实像是实际光线会聚成的像，虚像不是实际光线会聚成的虚像不是实际光线会聚成的，
14、故本选项正确，但不符合题意；C中实像可以用光屏接收到，虚像不能光屏接收到虚像不能光屏接收到，故本选项正确，但不符合题意；D中透镜能成实像，也能成虚像，而平面镜只能成虚像平面镜只能成虚像，故本选项正确，但不符合题意。课堂讲解例 3：关于实像和虚像，下面说法正确的是（）（多选）ADA.实像能用光屏接到，而虚像不能B.实像有放大的也有缩小的，而虚像没有缩小的C.实像一定是光的折射造成的，而虚像一定是光的反射造成的D.实像为光线相交形成，而虚像由光的反向延长线相交形成课堂讲解例3：【解析】A中实像是由实际光线会聚而成的，所以能成在光屏上；虚像不是实际光线会聚而成的，所以不能成在光屏上，所以A正确；B中实像有放大的，也有缩小的，凸面镜成的是缩小的虚像，所以B错误；C中小孔成像是由光沿直线传播形成的，所以C错误；D中实像是由光线相交形成的，而虚像是由光的反向延长线相交而形成的，所以D正确。知识要点1.照相机：成倒立、缩小的实像。2.投影仪：成倒立、放大的实像。3.放大镜：成正立、放大的虚像。
