思维导图与物理系列第五章透镜

一、透镜及其分类

1.透镜的定义:

透明物质制成(一般是玻璃),至少有一个表面是球面的一部分,对光起折射作用的光学元件。

(1)凡是透光性能优良的材料都能磨制成透镜,如冰、水晶、金刚石、高分子透明树脂、有机玻璃等。

(2)透镜是一种模型,常见的物体如近视镜、远视镜、放大镜,甚至一滴水都可以看做是一个透镜。

2.透镜的分类:

(1)凸透镜:边缘薄,中央厚。(图甲)

(2)凹透镜:边缘厚,中央薄。(图乙)

3.透镜的要素: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。

光心

主光轴上有个特殊的点,通过它的光传播方向不变。(透镜中心可认为是光心)

二、透镜对光线的作用

1.凸透镜:

对光有会聚作用。(如图所示,凸透镜相当于两个三棱镜组合,厚的一端相对)

2.凹透镜:

对光有发散作用。(如图所示,凹透镜相当于两个三棱镜组合,薄的一端相对)

注意:(1)凸透镜对光线具有会聚作用,但并不是说通过凸透镜后的光束一定会聚在一点,或一定是一束会聚光束,因为会聚是相对于不发生折射时的光线来说的。

(2)凹透镜对光线具有发散作用,但并不是说通过凹透镜后的光束一定是发散的,或延长不相交,因为发散是相对于不发生折射时的光线来说的。

三、焦点和焦距

1.焦点:

凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点,这点叫透镜的焦点,用“F”表示。凸透镜有两个焦点,并且关于光心对称。

2.虚焦点:

跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散,发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点,这一点不是实际光线的会聚点,所以叫虚焦点。凹透镜有两个虚焦点,关于光心对称。

3.焦距:

焦点到光心的距离叫焦距,用“”表示。凸透镜的焦距的大小表示其会聚能力的强弱,越小,对光的会聚能力越强;凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱,越小,对光的发散能力越强。

四、三条特殊光线

凸透镜

通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变

通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴

跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点

凹透镜

通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变

射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点,则经凹透镜折射后平行于主光轴

跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后,折射光线的反向延长线过焦点

由于光路可逆,若把光源放在焦点上,光源射向透镜的光,经凸透镜折射后将变为平行光,因此利用凸透镜可产生平行光。



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