【核心素養(yǎng)】人教版八年級上冊+第五章+《透鏡及其應(yīng)用》知識清單（學(xué)生版）+（教師版）

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一、透鏡
1. 透鏡：至少有一個外表面是球面的一部分，用透明材料制成的鏡片。
2. 透鏡的種類：
（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡；
（2）凹透鏡：中間薄，邊緣厚的透鏡叫凹透鏡；
凸透鏡 凹透鏡
（3）薄透鏡：若透鏡的厚度遠(yuǎn)小于球面的半徑，這種透鏡叫薄透鏡。
3. 主光軸和光心：
（1）主光軸：透鏡上通過兩個球面球心的直線叫主光軸，簡稱主軸。如圖的點(diǎn)劃線C1C2。
凸透鏡的主光軸和光心 凹透鏡的主光軸和光心
（2）光心：主光軸上有個特殊的點(diǎn)，通過這個點(diǎn)的光傳播方向不變，叫做透鏡的光心，用O表示。
二、透鏡對光的作用
1. 凸透鏡對光有會聚作用，凸透鏡又叫會聚透鏡。
甲 發(fā)散光束 乙 平行光束 丙 會聚光束
凸透鏡對光有會聚作用，不是指光經(jīng)凸透鏡后一定會聚在一點(diǎn)上，而是指光經(jīng)凸透鏡折射后，折射光線向主光軸偏折，如圖所示。
2. 凹透鏡對光有發(fā)散作用，凹透鏡又叫發(fā)散透鏡。
凹透鏡對光有發(fā)散作用，是指光經(jīng)凹透鏡折射后，折射光線偏離主光軸，經(jīng)凹透鏡折射后的光線也可能相交于一點(diǎn)，如圖所示。
甲 發(fā)散光束 乙 平行光束 丙 會聚光束
三、焦點(diǎn)、焦距及三條特殊光線
1. 凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距
（1）焦點(diǎn)：凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚在一點(diǎn)，這個點(diǎn)叫做焦點(diǎn)，用F表示。
（2）焦距：焦點(diǎn)到光心的距離叫做焦距，用f表示。
（3）凸透鏡有2個焦點(diǎn)，并且關(guān)于光心對稱。
（4）凸透鏡焦距的意義：凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短，凸透鏡表面越凸，焦距越小，對光的會聚作用越強(qiáng)（選填“強(qiáng)”或“弱”）。
凸透鏡的焦點(diǎn)和焦距 利用陽光測量凸透鏡的焦距
（5）粗略測量凸透鏡焦距的方法——平行光聚焦法
如圖所示，將凸透鏡正對著太陽光（可看成是平行光），再拿一張紙放在它的另一側(cè)，來回移動，直到紙上的光斑最小、最亮，測量這個光斑到凸透鏡光心的距離，即為該凸透鏡的焦距。
2. 凹透鏡的虛焦點(diǎn)和焦距
（1）焦點(diǎn)：平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線相交于主光軸上，叫凹透鏡的焦點(diǎn)。它不是實(shí)際光線的會聚點(diǎn)，凹透鏡有2個焦點(diǎn)，關(guān)于光心對稱。
（2）焦距：焦點(diǎn)到凹透鏡光心的距離叫做焦距。凹透鏡焦距的大小表示對光發(fā)散能力的強(qiáng)弱，焦距越小，對光的發(fā)散能力越強(qiáng)（選填“強(qiáng)”或“弱”）。
凹透鏡的焦點(diǎn)和焦距
3. 透鏡的三條特殊光線
（1）凸透鏡的三條特殊光線
①通過凸透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；
②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點(diǎn)，如圖乙；
③經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸，如圖丙。
甲 乙 丙
（2）凹透鏡的三條特殊光線：
①通過凹透鏡光心的光線傳播方向不發(fā)生改變，如圖甲；
②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過焦點(diǎn)，如圖乙；
③射向凹透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹透鏡折射后平行于主光軸射出，如圖丙。
甲 乙 丙
第2節(jié) 生活中的透鏡
一、照相機(jī)
1．照相機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及作用]
（1）鏡頭：由一組透鏡組成，相當(dāng)于一個凸透鏡，起到成像作用。
（1）膠片：相當(dāng)于涂有感光材料的光屏。
（3）快門：控制曝光時間。
（4）光圈: 控制進(jìn)光量的多少.
（5）調(diào)焦環(huán)：調(diào)節(jié)鏡頭到膠片間的距離，即調(diào)節(jié)像距。
照相機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 照相機(jī)原理示意圖

2.照相機(jī)的成像原理
來自物體的光經(jīng)過鏡頭后會聚在膠片上，形成被照物體的像。物體到鏡頭的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于（大于/小于）鏡頭的焦距，在膠卷上得到倒立、縮小、的實(shí)像（填像的性質(zhì)）。
3.照相機(jī)的成像特點(diǎn)
（1）照相機(jī)成縮小、倒立的實(shí)像。
（2）像距小于（大于/小于）物距。
（3）像與物體位于凸透鏡的異（同/異）側(cè)。
（4）照相機(jī)成像時，物距、像距及像的大小變化規(guī)律：物遠(yuǎn)像近像變??；物近像遠(yuǎn)像變大（均選填“小”或“大”）。
4．照相機(jī)的調(diào)節(jié)
為了使遠(yuǎn)近不同的景物在膠片上都能形成清晰的像，需要旋轉(zhuǎn)鏡頭上的“調(diào)焦環(huán)”，調(diào)節(jié)鏡頭到膠片的距離。
拍攝遠(yuǎn)處景物時，鏡頭往后縮（后縮/前伸），離膠片近（遠(yuǎn)/近）一些，此時的像比較小。拍攝近處景物時，鏡頭往前伸，離膠片遠(yuǎn)一些，此時的像會變大一些。
5. 自制模型照相機(jī)
（1）制作方法
用兩個粗細(xì)相近的紙筒，使一個紙筒剛好能套入另一個，并能前后滑動（如圖），將大紙筒的一端嵌上一個焦距為5～10cm的凸透鏡，另一個紙筒的一端蒙上一層半透明紙，把兩個紙筒套在一起，就做成了一個模型照相機(jī)。

（2）成像特點(diǎn)
模型照相機(jī)成的是倒立、縮小的像；物體離鏡頭越近，像越大，離鏡頭越遠(yuǎn)。
6. 照相機(jī)的應(yīng)用
（1）數(shù)碼相機(jī)：用電荷耦合器件代替膠片，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，記錄物體的像。
（2）攝像機(jī)，攝像頭，電子眼，掃碼支付，刷臉識別等都是利用了照相機(jī)成像的特點(diǎn)。
二、投影儀
1.投影儀的主要構(gòu)造及各部分的作用
由凸透鏡（鏡頭）、燈泡、投影片、平面鏡、屏幕等組成（如下圖所示）。
（1）鏡頭：是一個凸透鏡，起成像作用。
（2）螺紋透鏡：相當(dāng)于凸透鏡，起作用是會聚光，增加投影片的亮度。
（3）反光鏡：使光集中向一個方向射出，使屏幕上像較亮。
（4）屏幕：相當(dāng)于光屏，承接像。
（5）平面鏡：改變光的傳播方向。
2. 投影儀的成像原理
投影儀的原理：是利用了凸透鏡成倒立（倒立/正立）、放大（放大/縮?。┑?實(shí) （虛/實(shí)）像。
3.投影儀成像的特點(diǎn)
（1）投影儀(或幻燈機(jī))成放大、倒立的實(shí)像。
（2）物距（投影片到透鏡的距離）小于像距（像到透鏡的距離）。
（3）像與物體位于凸透鏡的異側(cè)。
（4）物體離鏡頭近，像變大，離鏡頭遠(yuǎn)；物體離鏡頭遠(yuǎn)，像變小，變近。
4．投影儀的調(diào)節(jié)
（1）要使屏幕上的圖像大些，膠片靠近鏡頭，同時投影儀遠(yuǎn)離屏幕；要使屏幕上的像小些，膠片遠(yuǎn)離鏡頭，同時投影儀靠近屏幕（以上均選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）。
（2）為了在屏幕上成正立的像，要把膠片倒放（選填“倒放”或“正放”）。
三、放大鏡
1. 放大鏡的成像原理
是利用了凸透鏡能成放大的虛（虛/實(shí)）像這一原理。放大鏡實(shí)際是一個短焦距的凸透鏡。
放大鏡成像示意圖
2. 放大鏡的成像特點(diǎn)
（1）放大鏡成放大、正立（正立/倒立）的虛像。
（2）像距大于物距。
（3）像與物體位于凸透鏡的同側(cè)（同側(cè)/側(cè)異）。
3. 放大鏡的調(diào)節(jié)
使像變大時：讓放大鏡與物體之間的距離適當(dāng)增大些。使像變小時：讓放大鏡與物體之間的距離適當(dāng)減小些（選填“增大”或“減小”）。
4. 生活中的放大鏡
（1）魚缸：相當(dāng)于放大鏡，看到的“魚”比實(shí)際的大。
（2）小水滴：由于張力作用，形成半圓形，相當(dāng)于放大鏡，看到的物體比實(shí)際的大。
（3）體溫計(jì)的直管：體溫計(jì)的直管做得很細(xì)，而且水銀是銀白色的，很難看清楚液柱的高度。把玻璃外壁做成三棱柱的樣子，從側(cè)面看過去，相當(dāng)于凸透鏡，起到放大的作用。
第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律
一、實(shí)驗(yàn)：探究凸透鏡成像的規(guī)律
1. 相關(guān)概念
（1）物距u：物體到透鏡光心的距離，如圖所示。
（2）像距v：像到透鏡光心的距離，如圖所示。
（3）焦距f：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離。
2. 實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)裝置圖
（1）實(shí)驗(yàn)器材：凸透鏡（焦距為10cm）、蠟燭、光屏、火柴、光具座。
（2）實(shí)驗(yàn)裝置：
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
（1）在陽光或相距很遠(yuǎn)（例如5m）的燈光下用聚焦法測定凸透鏡的焦距；
（2）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次排列在一條直線上，調(diào)整蠟燭、凸透鏡進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 和光屏的高度，使?fàn)T焰、透鏡和光屏三者的中心在同一高度上，如圖所示；
（3）將凸透鏡固定在光具座中間50cm刻度處，把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使物距u＞2f（u＞20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰的像，觀察像的大小和正倒，同時測出此時的物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
（4）把蠟燭向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離等于二倍焦距（u=20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測出物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
（5）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間（10～20cm），移動光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測出物距u和像距v，記錄在表格中。
（6）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離為一倍焦距10cm（在焦點(diǎn)處） ，移動光屏，光屏上不成像；眼睛通過透鏡也看不到虛像。
（7）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距以內(nèi)（小于10cm），移動光屏，光屏上不成像，眼睛通過透鏡，能看到虛像，記錄像的正倒和大小。測出物距u，記錄在表格中。
（8）數(shù)據(jù)記錄匯總
像與物距的關(guān)系 凸透鏡的焦距f= 10 cm
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
物距
u/cm
物距與焦距
的關(guān)系
像的性質(zhì)
像距
v/cm
虛實(shí)
大小
正倒
1
30
u > 2f
實(shí)像
縮小
倒立
15
2
20
u = 2f
實(shí)像
等大
倒立
20
3
15
2f >u >f
實(shí)像
放大
倒立
30
4
10
u =f
不成像
5
6
u 2f
倒立
縮小
實(shí)像
異側(cè)
2f>v>f
能
u＝2f
倒立
等大
實(shí)像
異側(cè)
v＝2f
能
f2f。成像光路圖：

（2）投影儀的調(diào)節(jié)
①調(diào)節(jié)依據(jù)：凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像時，物近像遠(yuǎn)像變大。
②調(diào)節(jié)方法：像偏小，投影片靠近鏡頭，投影儀遠(yuǎn)離屏幕；像偏大，投影片遠(yuǎn)離鏡頭，投影儀靠近屏幕。
3. 放大鏡
（1）放大鏡成像原理：當(dāng)物距u