♦(一)透镜的种类 :
1、凸透镜:中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜。如:老花镜。凸透镜对光线有会聚作用(会聚作用是指折射光线相对于入射光线,向主轴方向偏折)。
2、凹透镜:中间薄边缘厚的透镜叫凹透镜。如:近视镜。凹透镜对光线有发散作用(发散作用是折射光线相对于入射光线向远离主轴方向偏折)。
♦(二)有关概念:
1、透镜 :由透明材料磨制而成的,两个面都是球面或一面是球面另一面是平面的透明体叫透镜。
2、薄透镜:透镜的厚度远小于球面的半径的透镜叫做薄透镜。
3、主光轴:通过两个球面球心的直线叫做主光轴。
4、光心:主光轴上有一个特殊的点,通过它的光传播方向不改变,这个点叫透镜的光心。
5、 焦点:凸透镜能使平行于主光轴的入射光线会聚在主光轴的一点上,这个点叫凸透镜的焦点。凸透镜的焦点是实焦点。跟主光轴平行的入射光线经凹透镜折射后变得发散,这些发散光线的反向延长线相交在主光轴的一点上,这个点叫凹透镜的焦点。凹透镜的焦点是虚焦点。焦点常用字母F表示。
6、焦距:焦点到光心的距离叫做焦距,常用字母f表示。
♦(三)透镜的三条特殊光线:
1、过光心的入射光线不改变方向。
2、平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后过焦点,经凹透镜折射后折射光线的反向延长线过焦点。
3、过凸透镜焦点的入射光线经透镜折射后平行于主光轴;指向凹透镜前焦点的入射光线经凹透镜折射后平行于主光轴。
附:凸透镜的三种特殊光线的光路图如下图:



凹透镜的三种特殊光线的光路图如下图:


♦(四).凸透镜成像规律:

那么为什么物体放在不同的位置,会出现不同的像的情况呢?今天我们就从光路来分析总结其中的规律。
各种规律成像的光路图如下:



规律总结:
1、两个分界点:f和2f。
①1倍焦距f——为像的正倒和虚实的分界点:当u<f时,v>u,在镜的同侧,成正立、放大的虚像,并且像随u的增大而变大;当u=f时,不成像;当u>f时,在镜的另一侧,成倒立的实像。像随u的增大而变小。
②2倍焦距2f——为像的大小的分界点:当f<u<2f时,v>2f,成倒立、放大的实像;当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的实像;当u>2f时,f<v<2f,成倒立、缩小的实像。
2、实像和虚像的区别:
①实像:由实际光线(直射光线、折射光线)会聚而成的;能用光屏承接,也可用眼睛看到;实像都是倒立的(如小孔成像、投影仪和照相机成的像);实像在作图时用实线。
②虚像:由实际光线(反射光线、折射光线)的反向延长线会聚形成的;成虚像的位置并不存在实际光线,因此虚像不能用光屏承接,而只能用眼睛观察;虚像都是正立的,并且像与物的左右相反(如用放大镜看到的物体的像、平面镜和球面镜里所成的像);虚像在作图时用虚线。
♥§二、生活中的透镜:
♦(一)照相机:
1、原理:当u>2f时,在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的实像
2、成像特点:照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶片相当于光屏,调节镜头到胶片的距离(像距),胶片上就会出现景物清晰、倒立、缩小的实像。
3、调节方法:根据需要成像的大小调节物距的大小,再调节像距的大小。
♦(二)投影仪:
1、原理:当f<u<2f时,在凸透镜的另一侧,成倒立、放大的实像。
2、成像特点:投影仪的镜头相当于一个凸透镜,投影片到镜头的距离(物距)在一倍焦距和二倍焦距之间调节,屏幕上就可以呈现清晰、倒立、放大的实像。
【碘钨灯(比白炽灯亮很多的灯泡)作用是照亮投影片;平面镜(反光镜)的作用是改变光的传播方向。】
♦(三)放大镜:放大镜是凸透镜,将放大镜镜片放在物体上方适当的位置(u<f),透过放大镜可以看到一个正立、放大的虚像。
♥§三,眼睛和眼镜:
♦(一)眼睛:
1、眼球的构造:如图所示,眼球相当于一架照相机,晶状体和角膜共同作用相当于一个凸透镜,视网膜相当于光屏。

2,眼睛的视物原理:
①眼睛能看见物体的原理:眼球好像一架照相机,眼睛观察物体时,物距都大于二倍焦距,物体发出或反射的光进入人眼,经晶状体和角膜折射后,在视网膜上形成一个倒立、缩小的实像。视网膜上的感光细胞受到光的刺激产生信号,视神经把这个信号传输给大脑,我们就看到了物体。
②眼睛的调节作用:眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状,当睫状体放松时,晶状体比较薄,焦距变大,远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛可以看清远处的物体;当睫状体收缩时,晶状体变厚,焦距变小,近处物体射来的光刚好会聚在视网膜上,眼睛可以看清近处的物体;眼睛就像一架可以变焦距的高级照相机。
③远点和近点:眼睛的调节是有限度的,当睫状体完全放松时,所能看到的最远极限点叫做远点;当睫状体极度张紧时(晶状体变得最厚),所能看清的最近极限点叫做近点。

3、近视眼及其矫正:
①近视眼的特点:只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
②形成近视眼的原因:晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,来自远方的光会聚在视网膜前,到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了。
③近视眼的矫正:近视眼应戴用凹透镜制成的眼镜进行矫正。

4、远视眼及其矫正:
①远视眼的特点:只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
②形成远视眼的原因:晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,来自近处的光会聚在视网膜后,到达视网膜时只是一个模糊的光斑。
③远视眼的矫正:远视眼应戴用凸透镜制成的眼镜进行矫正。

5、眼镜的度数:透镜焦距的倒数叫透镜焦度,透镜焦度乘100是眼镜片的度数。例如,一近视镜片的度数是-200度,则该镜片的焦距为-0·5m,是凹透镜;再如,焦距为的凸透镜,则该透镜制成的镜片的度数是+300度,是远视镜片。
【老年人戴的老花镜是凸透镜,近视眼患者戴的近视眼镜是凹透镜。】
♥§四、显微镜和望远镜:
♦(一)显微镜:
1、显微镜的构造:

机械部分:①镜筒:
镜筒是一个金属长筒,筒口上端 安装目镜镜头,下端装有镜头转换器和物镜头。
②镜头转换器:它是安装在镜筒下端的一个旋转圆盘。镜头转换器上有3或4个孔,分别装有低倍或高倍物镜镜头。
③调节装置:准焦螺旋:有粗细之分。
粗准焦螺旋:位于镜臂的上方,可以转动,以便使镜简能上下移动,从而大幅度调节焦距。
细准焦螺旋:位于镜臂的下方,它的移动范围较粗 准焦螺旋小,可以小幅度调焦距。
转动方向与升降方向的关系:顺时针准焦螺旋,镜筒下降,反之则上升
④镜座:是位于镜臂下方、呈马蹄形的金属座,用以稳固和支持镜身。
⑤镜柱:上连镜臂,下连镜座,可以支持镜臂和载物台。
⑥镜臂:上接镜筒,下连镜柱,呈弓曲形。它是显微镜上的手握之处。
⑦倾斜关节:位于镜柱和镜臂连接处的活动关节,可用于调节镜臂的倾斜度,便于观察。但是在使用临时装片观察时,禁止使用倾斜关节,尤其是装片内含酸性试剂时严禁使用,以免污损镜体。
⑧载物台: 是放置玻片的平台。其中央具有通光孔,在通光孔的左右各有一个弹性的金属压片夹,压片夹是用来压住载玻片的夹子。较高级的显徽镜,在载物台上常具有推进器,它包括夹片夹和推进螺旋,除夹住切片外,还可使切片在载物台上移动。
⑨压片夹:在通光孔的左右各有一个弹性的金属压片夹,压片夹是用来压住载玻片的夹子。
光学部分:①目镜:它是插在镜简顶部的镜头,是由一组透镜组成的,它可以使物镜成倍地分辨、放大物像,例如,5X、10X、15X、20X。 平时不观察时用塑料片压住镜筒。(特点:长度和放大倍数成反比)
②物镜:它安装在转换器的孔上,也是由一组透镜组成的,能够把物体清晰地放大。物镜上刻有放大倍数,例如10X、40X、60X、100X等。螺旋式物镜:特点——放大倍数与长度成正比,放大倍数和与盖玻片之间的距离成反比;低倍物镜:放大倍数小,凸度小,直径大,通光量多,视野亮; 高倍物镜:放大倍数大,凸度大,直径小,通光量少,视野暗; 所以换上高倍镜后可能会出现视野暗,物像模糊。
【注意:显徽镜的放大倍数是目镜倍数乘以物镜的倍数。】
③反光镜: 它在聚光器的下方,有平面和凹面两种镜面,两面反射光线的强度不同。平面镜反射平行光线,它的反射强度较凹面镜弱。人们可以按需要翻转反光镜。平面镜:反射的光线较弱,当光线过强时需要用弱光时使用。凹面镜:反射的光线较强,当光线过弱需要用强光时使用。
④聚光器:是由凹透镜组成的,它可以集中反光镜投射来的光线。在镜柱前面有一个聚光器调节螺旋,它可以使聚光器升降,用以调节光线的强弱,下降时明亮度降低,上升时明亮度加强。
⑤遮光器:简单的显微镜无聚光器和虹彩光圈,而装有遮光器。遮光器呈圆盘状,上面有大小不等的圆孔(光圈)。光圈对准通光孔时,可以调节光线的强弱。大光圈:光线强,视野亮,当光线过弱时需要 光时使用。 小光圈:光线弱,视野暗,当光线过强时需要弱光时使用。
2、显微镜的作用:显微镜可以用于观察细微的物体或物体上的细微部分。
3、显微镜的原理:物镜的作用相当于投影仪的镜头,目镜相当于一1个放大镜。把被观察物体放在物镜的焦点之外且贴近焦点处,经物镜放大以后成倒立、放大的实像。这个实像落在目镜的焦点以内,可以通过目镜再次放大。显微镜对物体的放大倍数高是因为对物体进行了两次放大;像、物同侧可以直接用眼睛看到。
4、显微镜的使用规程:
①安放:实验时把显微镜放在座前桌面上稍偏左的位置,镜座应距桌沿6-7cm左右。
②对光:转动转换器,使低倍镜头正对载物台上的通光孔。先把镜头调节至距载物台1~2cm左右处,然后用左眼注视目镜内,接着用手将反光镜转向光源,把虹彩光圈 调至最大,使光线通过反光镜和聚光器反射到镜筒内,这时视野内呈明亮的状态。
③安放装片:将所要观察的玻片放在载物台上,使玻片中被观察的部分位于通光孔 的正中央,然后用压片夹压好载玻片。
④调焦并观察:
⑴先用低倍镜调焦及观察(物镜10X、目镜10x)。
观察之前,先转动粗准焦螺旋,使镜筒下降,使物镜逐渐接近切片。需要注意,不能使物镜触及玻片,以防镜头将玻片压碎。然后,左眼注视目镜内,同时右眼不要闭合(要养成睁开双眼用显微镜进行观察的习惯,以便在观察的同时能用右眼看着绘图),并转动粗准焦螺旋,使镜筒慢慢上升,不久即可看到玻片中材料的放大物像。
【注意:如果在视野内看到的物像不符合实验要求(物像偏离视野),可慢慢移动玻片。移动时应注意玻片移动的方向与视野中看到的物像移动的方向正好相反。如果物像不甚清晰,可以调节细准焦螺旋,直至物像清晰为止。】
⑵高倍镜观察:
如果进一步使用高倍物镜观察,应在转换高倍物镜之前,把物像中需要放大观察的部分移至视野中央(将低倍物镜转换成高倍物镜观察时,视野中的物像范围缩小了很多)。一般具有正常功能的显微镜,低倍物镜和高倍物镜基本齐焦,在用低倍物镜观察清晰时,换高倍物镜应可以见到物像,但物像不一定很清晰,可转动细准焦螺旋进行调节。
⑤在转换高倍物镜并且看清物像之后,可以根据需要调节光圈或聚光器,使光线符合要求(一般将低倍物镜换成高倍物镜观察时,视野要稍变暗一些,所以需要调节光线强弱)。
⑥观察完毕,应先将物镜镜头从通光孔处移开,然后将镜筒缓缓落下,再将光圈调至最大,并检查零件有无损伤(特别要注意检查物镜是否沾水,如沾了水要用镜头纸擦净),检查处理完毕后即可装箱。
5、视角:从物体的两端向眼睛的光心所引两条直线间的夹角叫做视角。视角的大小取决于物体的大小和物体到眼睛的距离。物体越大或离眼睛越近,视角就越大,物体在视网膜上所成的像也越大,人对物体的感觉也就越明显。
♦(二)望远镜:
1、望远镜的构造:(参看课本)
2、望远镜的作用:望远镜是用来观察远方物体的一种光学仪器。
3、望远镜的原理:物镜使远处的物体在焦点附近(目镜的焦点以内且贴近焦点处)成倒立、缩小的实像,目镜可使这个实像再次成正立、放大的虚像。望远镜两次成像,先缩小,后放大,最终观察到的是倒立、缩小的虚像。望远镜所成的像虽然比原来的物体小,但是能使很远的物体成像在眼前,好像物体被拉近了,所以用望远镜能看清楚远处的物体。目镜成正立、放大的虚像,可直接用眼睛看到。
4、望远镜对视角的作用:望远镜能使远处物体经物镜成的像离眼睛很近,加上目镜的放大作用,视角就可以变得很大。