透镜中的世界.doc

十六世纪意大利物理学家伽利略,透过望远镜发现月球表面凹凸不平,从而发现了银河系不是一个整体,而是由无数独立的恒星组成,即而拓展了人们的视线,使人们走向太空变得可能。使“日心学说”轻而易举地观察到,一直围绕着哲学家的一切争论也就此自然停息了。望远镜是怎样看到远在天边的星体呢?又是通过怎样的原理将遥远的星球呈现到我们眼前的呢?这其实就是透镜对光的折射作用,但若讲解起来不但难以理解,也很难掌握其中规律,下面我们以六个方面(光的折射——认识透镜——光轴与光心——焦点与焦距——生活中的透镜——寻找透镜成像规律)来探讨一下,把其中规律与现象通过仪器,幻灯,模型把它变成有形,可知可感的知识,传授给学生,以激发学生好奇心,并培养他们观察物理现象,以及动脑,动手能力,感受大自然的奥妙,乐教于学中。一、首先复习光的折射光束在同一介质中沿直线传播,在不同介质中在界面发生折射。当光从空气进入玻璃时,折射光线向法线方向偏折,如图(1)o’a→o’’b;而当从玻璃进入空气中时,折射光线向远离法线方向偏折,如图(1)o’’ob→o’’c,实践证明,这样图(1)光线a的前进方向没有改变,而是相当于a往后平移了而已。图2但透镜却不一样,由于它厚薄不一样,弯曲度不同,弯曲方向相反,从o’a到o’’b光线向法线方向偏折,从o’’b到o’’c光线向远离法线方向偏折,最终向凸透镜厚的地方偏折,如图(2)。所以凸透镜对图(2)光有会聚作用。表面越凸,偏折的越厉害,焦距也越短。而凹透镜正好相反,两个凹面的结果,是中间薄,两边厚,光线向厚的地方偏折,也就使光线发散出去,所以凹透镜对光有发散作用。二、认识透镜前面已提到,光线向玻璃厚的地方偏折,那么中间厚,两边薄为凸透镜,对光有会聚作用。而凹透镜则相反,它的中间薄,而边厚,光线向厚的地方偏折,即对光有发散作用。三、光轴与光心任何经过光轴或光心的光线与法线重合,不产生偏折,所以其传播方向不变,沿直线传播。四、焦点与焦距演示:拿一个凸透镜一面正对阳光,用纸在凸透镜另一侧接住被凸透镜折射出的阳光,可以看到在纸上有一个光斑,调整纸与透镜的距离,可以看到一个最小,最亮的光点,这就是凸透镜将太阳射来的平行光会聚在一点,此点为焦点。焦点到光心的距离为焦距,把凸透镜转到另一面再做实验,在纸上也会看到亮而小的焦点,故透镜两侧两个对称焦点。在焦点处用一张练习本的纸,那么一会儿纸张会燃烧起来。若用白纸或餐巾纸则不易燃烧,因为白纸或餐巾纸对光发生慢反射,而很难燃烧起来。再如在焦点处放上火柴头则实验更简单,更明了啦!由前面对透镜介绍得知:经过光心的光线方向不变,平行主轴的光线经凸透镜会聚于焦点,反之经过焦点的光线,经凸透镜平行主轴。所有光路都是可逆的,入射光线和折射光线可逆。五、生活中的透镜(1)照相机:可以在胶片上看到一个缩小倒立实像。(2)投影仪:可以在屏幕上看到一个放大倒立实像。(3)放大镜:眼睛透过透镜看物体,可以看到一个放大正立虚像。生活中的种种应用,哪它规律是怎样的呢?六、探究凸透镜成像规律实验选用一个凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、打火机。可以在教室或实验室进行。调整好火焰,凸透镜和光屏各自中心在同一高度,使凸透镜面和光屏面跟同一高度垂直。先测焦距:移动蜡烛与光屏,使之成等大的倒立的实像,然后记下此处位置,为两倍焦距处,在此处向外移成缩小实像,往内移成放大实像。继续