用照相機(jī)（圖 5.1-1）拍照，可以把瞬間的情景留作永恒的記憶；用投影儀投影，可以使教室里的同學(xué)看到放大的圖片；用顯微鏡觀察，可以讓化驗(yàn)室的醫(yī)生看見血液中的各種細(xì)胞這些儀器共同的主要光學(xué)元件是什么？它們對光有什么作用呢？
1.認(rèn)識凸透鏡和凹透鏡，知道透鏡的光心、焦點(diǎn)、焦距、主光軸。2.知道凸透鏡對光有會聚作用、凹透鏡對光有發(fā)散作用，會畫相關(guān)光路圖。3.會粗測凸透鏡的焦距。
照相機(jī)、投影儀、顯微鏡等光學(xué)儀器都是利用透鏡（lens）工作的。眼鏡中的鏡片也是透鏡。如果仔細(xì)觀察，你會發(fā)現(xiàn)眼鏡鏡片的中間和邊緣的厚薄不一樣。遠(yuǎn)視鏡片中間厚、邊緣薄，這樣的鏡片是凸透鏡（cnvex lens），如圖 5.1-2 甲所示；近視鏡片中間薄、邊緣厚，這樣的鏡片是凹透鏡（cncave lens），如圖 5.1-2 乙所示。一般透鏡的兩個(gè)表面中至少有一個(gè)表面是球面的一部分。如果透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑，這種透鏡就叫作薄透鏡。
如圖 5.1-3 所示，通過兩個(gè)球面球心的直線叫作主光軸。主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，通過這個(gè)點(diǎn)的光傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫作透鏡的光心（ptical center）。薄透鏡的光心可以認(rèn)為就在透鏡的中心。
許多同學(xué)可能做過這樣的游戲：將放大鏡正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，調(diào)整放大鏡與紙的距離，紙上會出現(xiàn)一個(gè)很小、很亮的光斑（圖5.1-4）。 光斑處的溫度很高，如果長時(shí)間照射，紙會被烤焦。這個(gè)現(xiàn)象提示我們：放大鏡能把光會聚起來。放大鏡是凸透鏡，看來凸透鏡對光有會聚作用。凹透鏡也能使光會聚嗎？ 下面我們通過實(shí)驗(yàn)來仔細(xì)研究這兩種透鏡對光的作用。
實(shí)驗(yàn)表明：凸透鏡對光有會聚作用，凹透鏡對光有發(fā)散作用。因此，凸透鏡又叫作會聚透鏡，凹透鏡又叫作發(fā)散透鏡。
通過實(shí)驗(yàn)還可以發(fā)現(xiàn)，凸透鏡能使跟主光軸平行的光會聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫作凸透鏡的焦點(diǎn)（fcus）。焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫作焦距（fcal length）。凸透鏡兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，兩側(cè)的兩個(gè)焦距相等。跟主光軸平行的光通過凸透鏡的光路如圖5.1-7所示。圖中 F 表示焦點(diǎn)，f 表示焦距。凸透鏡的焦距越小，對光的會聚作用越強(qiáng)。
?我國西漢時(shí)期的《淮南萬畢術(shù)》記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則火生?！边@是利用冰透鏡對日聚焦取火的最早記載。如圖 5.1-8 所示，假設(shè) F 為冰透鏡的焦點(diǎn)，請你在圖中完成光路。
平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后折射光線通過焦點(diǎn)；過凸透鏡光心的光線傳播方向不變，如圖所示
?一束光通過透鏡的光路如圖 5.1-9 所示，哪幅圖是正確的？ 說明你的理由。
甲圖正確。理由：乙圖中過焦點(diǎn)的光經(jīng)凸透鏡折射后應(yīng)平行射出；丙圖中過焦點(diǎn)的光經(jīng)凹透鏡折射后應(yīng)變得更發(fā)散；丁圖中平行光射向凹透鏡，折射光線應(yīng)變得發(fā)散，不會會聚于一點(diǎn)。
?根據(jù)入射光線和折射光線，在圖5.1-10 中的虛線框內(nèi)畫出適當(dāng)類型的透鏡。
從圖中可以看出，甲圖中光線經(jīng)透鏡后比原來發(fā)散了，故甲中應(yīng)為凹透鏡，如圖甲所示；乙圖中光線經(jīng)透鏡后比原來會聚了，故乙中應(yīng)為凸透鏡，如圖乙所示。
?同種材料制成的甲、乙兩個(gè)凸透鏡的焦距分別為 2 cm 和 3 cm，如圖 5.1-11 所示。請?jiān)趫D中畫出平行光分別通過它們之后的光線。哪個(gè)凸透鏡使光偏折得更顯著些？
如圖所示。甲透鏡使光偏折得更顯著些。
?要想利用凸透鏡使小燈泡發(fā)出的光變成平行光，應(yīng)該把小燈泡放在凸透鏡的什么位置？試試看。在解決這個(gè)問題的時(shí)候，你利用了前面學(xué)過的什么知識？
把小燈泡放在凸透鏡的焦點(diǎn)上；過焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后會平行射出，這里應(yīng)用了前面學(xué)習(xí)的光路可逆的知識。
?據(jù)新聞報(bào)道，一輛家用轎車在太陽下“自燃”。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)是由放在儀表盤上方防滑墊上的瓶裝水引發(fā)的。瓶裝水是怎樣引發(fā)火災(zāi)的？我們在森林中游玩時(shí)應(yīng)該如何處理沒有喝完的瓶裝水？
塑料瓶裝水后，中間厚，兩邊薄，類似于凸透鏡。由于凸透鏡對光有會聚作用，能將光會聚于一點(diǎn)，從而可能點(diǎn)燃易燃物質(zhì)，引起“自燃”。在森林中游玩時(shí)，未喝完的瓶裝水要盡量喝完，如喝不完，可放在可回收的垃圾桶內(nèi)，不能隨意丟棄。

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第1節(jié) 透鏡

版本： 人教版（2024）

年級： 八年級上冊（2024）

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