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透鏡對光的作用

時間:2020-05-16 點擊次數:315
 

我們知道,凸透鏡對光具有會聚作用,所以又叫會聚透鏡;凹透鏡對光具有發散作用,所以又叫發散透鏡。但對其為什么“會聚”和“發散”卻不是很清楚,從而導致對透鏡的作用有不少誤解。下面的講解有助于大家正確理解透鏡。

一、認識透鏡

1、凸透鏡

凸透鏡中間厚,邊緣薄,它對光有會聚作用。平行主光軸的光線經凸透鏡折射后相交于另一側主光軸上的一點,這一點叫做凸透鏡的焦點,用F表示。凸透鏡的焦點是實焦點,兩側各一個。焦點到光心O的距離叫做凸透鏡的焦距,用f表示。

2、凹透鏡

凹透鏡中間薄,邊緣厚,它對光有發散作用。平行主光軸的光線經凹透鏡折射后發散,發散光線的反向延長線交于凹透鏡一側主光軸上一點,這一點叫做凹透鏡的焦點,用F表示。凹透鏡的焦點是虛焦點,左右兩側各一個。焦點到光心O的距離叫做凹透鏡的焦距,用f表示。

二、透鏡對光的作用原理

由于光的折射,光由空氣射向透鏡后,經透鏡兩次折射后,光將發生偏折。

一條光線通過三棱鏡,經過兩次折射后發生偏折。根據光的折射定律作圖,如上圖所示,我們發現,最后射出的光線總是向三棱鏡底邊(厚的那邊)偏折。

三、透鏡對光的作用解析

我們研究的透鏡很薄,稱為薄透鏡,作圖時,本來應該兩次折射,只畫一次折射即可。

1、凸透鏡

我們可將凸透鏡視為許多底邊朝中央的三棱鏡組成,中央部分可視為一塊薄平板玻璃。因為光線通過三棱鏡后均向底邊偏折,所以凸透鏡對光具有會聚作用。

2、凹透鏡

我們可將凹透鏡視為許多底邊朝兩邊的三棱鏡組成,中央部分同樣可視為一塊薄平板玻璃。因為光線通過三棱鏡后均向底邊偏折,所以凹透鏡對光具有發散作用。

四、透鏡的三條特殊光線

(一)、凸透鏡的三條特殊光線

1、平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后過焦點。(相當于通過三棱鏡后向底邊偏折)

2、光線經過焦點的凸透鏡折射后平行于主光軸。(相當于通過三棱鏡后向底邊偏折)

3、光線經過光心傳播方向不變。(相當于通過薄玻璃板)

(二)、凹透鏡的三條特殊光線

1、平行于主光軸的光線經凹透鏡折射后向外偏折其反向延長線過焦點。(相當于通過三棱鏡后向底邊偏折)

2、通過焦點的正向延長線的光線經凹透鏡折射后平行于主光軸。(相當于通過三棱鏡后向底邊偏折)

3、光線經過光心傳播方向不變。(相當于通過薄玻璃板)

五、透鏡對光的作用的幾種常見情況

(一)、凸透鏡對光具有會聚作用

會聚作用并不是把所有光束都變成會聚光束,只要光束偏向主光軸就是“會聚”作用,下圖中均屬會聚作用。

1、平行主光軸的光束會聚焦點

2、發自交點的發散光束會聚成平行光束

3、會聚光束會聚后仍然會聚

4、發散光束會聚后仍為發散光束

2、凹透鏡使光線發散

發散作用并不是把所有光束都變成發散光束,只要光束偏離主光軸就是“發散”作用,下圖中均屬發散作用。

1、平行主光軸的光束發散后其反向延長線會聚于焦點

2、正向延長線過焦點的光束發散成平行主光軸的光束

3、會聚光束發散后仍為會聚光束

4、發散光束發散后仍為光束

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