【本讲教育信息】

一. 教学内容：

光学部分 第4章 第3~5节

内容：照相机与眼睛、视力的矫正、显微镜与望远镜、光的折射、透镜的奥秘等内容

二. 重、难点

1. 重点：

（1）照相机与眼睛、视力的矫正

（2）光的折射、透镜的奥秘

2. 难点：光的折射规律

三. 知识点分析

1、本周是在凸透镜成像的基础上学习了照相机与眼睛、视力的矫正、显微镜与望远镜等内容

凸透镜成像的规律见下表：

物距（U）与焦距的关系	像的性质	像距	物与像的位置关系
U>2f	倒立、缩小实像	V<2f	物与像在透镜两侧
U=2f	倒立、等大实像	V=2f	物与像在透镜两侧
2f>U>f	倒立、放大实像	f<V<2f	物与像在透镜两侧
U=f	不成像
U<f	正立、放大实像		物与像在透镜同侧

2、照相机，是利用了当物距U>2f时成倒立缩小的实像的原理工作的；照相机的镜头相当于一个凸透镜，底片相当于一个光屏，可以通过调节物距或者像距来工作，对于一般相机而言，所谓的调焦实际上是调节像距。如下图所示。

因此，对于照相机而言，要想得到较大的像，应该减小物距，并且增大像距，即将镜头离人近一些，同时将镜头向外伸出一些。

3、人的眼睛晶状体相当于一个凸透镜，它也是利用当物距U>2f时成倒立缩小的实像的原理工作的。晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于一个光屏，不过，眼睛看远处的物体或者是近处的物体不是靠改变物距或者像距来实现的（因为晶状体与视网膜的距离基本上是不变的），它是靠改变晶状体的凸或者凹的程度来改变自身的焦距从而使像准确地落在视网膜上。

可是当人不注意用眼卫生，或者长时间让眼睛处于紧张状态，则人眼的晶状体就无法松弛下来，远处物体的像就会成在视网膜的前方，这就是近视眼，这种眼睛，需要把光发散一下然后再射入眼睛，这就需要佩戴凹透镜来矫正，如下图：

近视眼及矫正

当眼睛中的晶状体长时间处于松弛状态，则人眼的晶状体就无法紧张起来，近处物体的像就会成在视网膜的后方，这就是远视眼，这种眼睛，需要把光会聚一下然后再射入眼睛，这就需要佩戴凸透镜来矫正，如下图：

远视眼及矫正

4、望远镜是凸透镜与凹透镜或凸透镜与凸透镜的组合

它们的目镜都是凸透镜都成倒立缩小的实像，但是伽俐略望远镜的目镜是凹透镜，它的

作用是让凸透镜成像前就通过凹透镜，这样整个望远镜就能成正立的虚像，如下图所示：

开普勒望远镜的目镜是一个凸透镜它能将在一倍焦距内的物体放大成正立的像。如下图，它能成倒立的虚像。

5、显微镜是由两个凸透镜组成的，物镜是利用了当2f>U>f时，凸透镜成倒立、放大实像，而目镜是利用了，物距小于焦距时成正立、放大的虚像，因此看到的像是倒立放大的虚像

6、光的折射规律是本章的主要规律如图所示

可以总结成：①三线共面：入射光线、折射光线与法线在同一平面内

②两线分立：入射光线、与折射光线分别位于法线两侧

7、透镜的奥秘是光的折射引起的，如图，当光从空气进入玻璃时，总是向法线靠拢，而当光从玻璃进入空气中时，则总是偏离法线

【典型例题】

例1. 如图所示是常见的近视眼和远视眼成像示意图，现要进行视力矫正，则下列判断及矫正措施正确的是（ ）

甲 乙

A. 甲是近视眼的示意图，需配戴凹透镜矫正

B. 乙是近视眼的示意图，需配戴凸透镜矫正

C. 甲是远视眼的示意图，需配戴凸透镜矫正

D. 乙是远视眼的示意图，需配戴凹透镜矫正

分析：当人不注意用眼卫生，或者长时间让眼睛处于紧张状态，则人眼的晶状体就无法松弛下来，远处物体的像就会成在视网膜的前方，这就是近视眼；当眼睛中的晶状体长时间处于松弛状态，则人眼的晶状体就无法紧张起来，近处物体的像就会成在视网膜的后方，这就是远视眼。

解答：A

说明：对于眼睛的成像的原理及视力的矫正是这部分的重点，也是我们学习的主要内容之一因此，在各级的考试中这部分内容较多，解决这部分问题的主要方法是：知道近视眼睛是将光会聚的程度太大，应该让光在进入眼睛之前发散一下，故应佩戴具有发散作用的凹透镜来进行校正，老花眼则相反。

例2. 阅读理解题

请仔细阅读下文，按要求回答问题。

人类的眼睛

人类的眼睛很像一架照相机。眼睛与照相机的不同之处是：

人的眼睛是通过调节晶状体的弯曲程度，改变晶状体的焦距来获得清晰的 缩小的实像，如上图所示；普通照相机是在物距确定的情况下通过改变像距使像变得清晰。由眼睛的调节作用所能看清的最远点，叫远点，正常眼的远点在极远处。眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm。眼睛是人体的重要器官，长时间的用眼，比如看书，看电视、计算机，都可以引起眼睛的疲劳，眼睛疲劳常见症状是头疼脑涨、眼睛发干。看物体时间较长也不易感到疲劳的距离叫明视距离，正常眼的明视距离25cm。

（1）请把文中像的性质补充完整。

（2）人的眼睛是通过改变晶状体的 获得清晰的像，普通照相机是在物距确定的情况下通过改变 使像变得清晰。

（3）根据上文，你认为人的正常眼睛的观察范围是： （填以下选项）。

A. 0～10cm B. 10cm～25cm C. 10cm一极远处 D. 0～25cm

（4）如何预防眼睛疲劳，请你提出一条合理化建议： 。

分析：人的眼睛晶状体相当于一个凸透镜，它是利用当物距U>2f时成倒立缩小的实像的原理工作的。晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于一个光屏，不过，眼睛看远处的物体或者是近处的物体不是靠改变物距或者像距来实现的（因为晶状体与视网膜的距离基本上是不变的），它是靠改变晶状体的凸或者凹的程度来改变自身的焦距从而使像准确地落在视网膜上。

从题目中我们可以获得的信息是：眼睛所能看清的最近的点，叫近点，正常眼的近点约距眼睛10cm，所以这个距离应该是我们能看到的物体像的最近距离，对于正常的眼睛来说，能看到最远的距离应该是无限远。

解答：（1）倒立

（2）焦距 （凸起的程度等）；像距

（3）C

（4）认真做眼睛保健操；用眼久了应该向远处眺望；等等

说明：本题的第一问是考查学生对于眼睛工作原理的理解，第二问则更注重眼睛是调节焦距，而普通照相机是改变像距的问题的考查，弄明白我们平时所说照相机的调焦，往往是指调节像距（变焦距的照相机除外）；第3问是关于题目中所提供的信息的理解与获取，第4问是对学生自我保护的常识性问题的评估。

例3. 小明站在同一位置用数码相机（焦距可改变）对着无锡著名景点——锡山先后拍摄了两张照片甲和乙，如图所示。他产生了这样的疑问：物体通过凸透镜在光屏上所成像的大小与透镜的焦距有何关系呢?小明对此进行了探究。

甲 乙

（1）小明找来了一些凸透镜，但不知道它们的焦距，请你为他提供一种测量透镜焦距的方法。（可画图说明）

（2）测出凸透镜焦距后，小明先后选用了三个焦距分别为15cm、10cm、5cm的凸透镜，在保持物距始终为35cm的情况下依次进行实验，发现所成的像越来越小。请你根据实验结果判断小明在拍摄哪一张照片时照相机镜头的焦距较大。

（3）在探究过程中，小明总是让物距保持不变，请你说出他这样做的理由。

分析：照相机是利用：当物距大于2倍焦距时凸透镜，成倒立缩小的实像，而在调节时，应该注意，物离镜头越近，像越大，而且像距也越大，本题还要求的是如何测定凸透镜的焦距，以及在物距一定时，焦距变化（换用不同的凸透镜，焦距不同）像距和像都在变化。

解答：（1）测凸透镜的焦距可以用平行光源，让平行于主轴的光经过凸透镜后会聚于一点，即焦点，量出焦点到光心的距离即为焦距如图所示：

（2）由题意可知，当物距一定时凸透镜的焦距越小，像越小，可以看出小明拍摄图甲时所用的照相机镜头的焦距大。

（3）在研究上述问题时，如果让物距也改变，则我们无法判断是由于物距变化引起像的变化还是由于焦距变化引起的像的变化。这种研究问题的方法叫做控制变量法。

说明：本题注重了对知识产生过程的考查，让学生感悟知识产生的过程，并把它应用到解决实际问题中来。这种题应该引起我们的注意。

例4. 2006年3月7时40分，黑龙江省大庆市市民惊奇地发现东方冉冉升起的太阳周围出现了多个“小太阳”，太阳的上方还有一道美丽的彩虹。出现这种天象的原因主要是由于在特殊的天气条件下，云中竖直挂列着许多小冰晶（小冰晶相当于三棱镜）。

（1）天空出现的彩虹，可以说明太阳光是一种 （填“单色光”或“复色光”）。

（2）人们能够看到多个“小太阳“，是由于太阳光经小冰晶反射和 后所形成的虚象。

分析：本题是关于“彩虹”、“幻日”这两种自然现象中所涉及到的物理知识的考查，文本材料中有相关的说明，只要同学们对学过的知识能够理解就不难解决。太阳光可以色散成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种单色光，可知是复色光；除光的反射外我们还知道自然界中的许多现象是由光的折射引起的

解答：（1）复色光

（2）折射

说明：光学中折射与反射是我们学习的主要现象，而光的色散，幻日等是由光的折射引起的，物理源于生活，同学们在学习物理时应该多观察生活，多尝试解决生活中的一些现象，这对我们的终生发展都有好处。

例5. 某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：

空气中的入射角i	0°	30°	45°	60°
水中的折射角r	0°	22°	32°	40°
玻璃中的折射角	0°	17°	24°	30°

分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一条：

。

分析：光的折射规律，是：

a、当光从空气进入水或者其它透明介质时，折射角小于入射角

b、当光从其它透明介质进入空气时，折射角大于入射角

c、当光垂直入射时，入射角等于折射角等于0

在这个题目所提供的信息中，我们还可以看出，当入射角相同时，光从空气进入水和进入玻璃中时，折射角不同

解答：a、当光从空气进入水或者其它透明介质时，折射角小于入射角

b、当光从其它透明介质进入空气时，折射角大于入射角

c、当光垂直入射时，入射角等于折射角等于0

d、当入射角相同时，光从空气进入水和进入玻璃中时，折射角不同

说明：在学习物理的过程中我们要不断的利用自己已经学过的知识，来建构自己的知识，并利用自己的知识来解决一些实际问题，还要不断地培养自己获取知识的能力

【模拟试题】（试卷完成时间：60分钟 满分100分）

一、选择题（每题3分共54分）

1. 李明同学的妈妈发现李明自从上了初中以后，学习比原来更刻苦了，但也发现李明看书时眼睛与书的距离比正常情况越来越近了，请你在下列判断及矫正措施中选出正确的一项向李明同学说明

A. 李明同学已患上近视眼，需要佩戴用凸透镜制成的眼镜

B. 李明同学已患上近视眼，需要佩戴用凹透镜制成的眼镜

C. 李明同学已患上远视眼，需要佩戴用凸透镜制成的眼镜

D. 李明同学已患上远视眼，需要佩戴用凹透镜制成的眼镜

2. 常见的视力缺陷有近视和远视. 下图是一位视力缺陷人员的眼球成像示意图，他的视力缺陷类型及矫正视力需要配戴的透镜种类是

A. 远视眼，凸透镜 B. 远视眼，凹透镜

C. 近视眼，凸透镜 D. 近视眼，凹透镜

3. 如图所示，其中不属于光的折射现象的是

4. 下图是小明配带眼睛后看远处某点时的光路，则下列说法正确的是

A. 小明是近视眼，配带的是凹透镜

B. 小明是远视眼，配带的是凹透镜

C. 小明是近视眼，配带的是凸透镜

D. 小明是远视眼，配带的是凸透镜

5. 下列属于光的折射现象的是

6. 有人用照相机对着平面镜拍照，想摄出平面镜内的人物，其结果是

A. 他不会成功，因为平面镜里成的是虚像

B. 他能摄出镜内人物，而且和照相机直接对着人物拍摄没有区别

C. 他能摄出镜内的人物，但照片的左右与实际相反

D. 他能摄出镜内人物，但照片的上、下、左、右都与实际相反

7. 如图所示现象中属于光的折射的是

8. 如图所示四种现象中，由于光的反射而形成的是

9. 关于用照相机拍照，下列说法正确的是

A. 拍摄近景时，镜头应前伸，得到的是较小的像

B. 拍摄近景时，镜头应前伸，得到的是较大的像

C. 拍摄远景时，镜头应前伸，得到的是较小的像

D. 拍摄远景时，镜头应前伸，得到的是较大的像

10. 物体在人眼视网膜上所成的像一定是

A. 正立、放大的 B.正立、缩小的

C. 倒立、放大的 D.倒立、缩小的

11. 暑假，小华想制作一部照相机模型，但没有找到合适的透镜，只找到两副废弃不用的眼镜，一副是自己的近视眼镜，另一副是爷爷的老花镜.你认为他应选用哪副眼镜的镜片？

A. 近视眼镜的镜片 B. 老花镜的镜片

C. 都可以用 D. 都不能用

12. 眼睛是人体最重要的器官之一，它是一个相当复杂的生物光学仪器，从结构上看非常类似于

A. 放大镜 B.幻灯机 C.照相机 D.潜望镜

13. 望远镜的目镜和物镜分别是

A. 凹透镜，凸透镜 B. 凸透镜 ，凹透镜

C. 凹透镜，凹透镜 D. 平面镜，凸透镜

14. 小明在用显微镜观察上皮组织细胞时，通过调节，被观察的物体已经处在视野中央了，但像太小，不清楚，这时他应该

A. 使物镜远离物体，目镜位置不变

B. 使物镜靠近物体，目镜远离物镜一些

C. 使物镜远离物体，目镜靠近物镜一些

D. 使物镜靠近物体，目镜靠近物镜一些

15. 某校新建成一个喷水池,在池底安装了一只射灯。池内无水时，射灯发出的一束光照在池壁上，在S点形成一个亮斑，如图所示。现往池内注水，水面上升至A位置时，站在池旁边的人看到亮斑的位置在P点；如果水面上升至B位置时，人看到的亮斑位置在Q点，则

A. P点在S点的上方，Q点在S点的上方

B. P点在S点的上方，Q点在S点的下方

C. P点在S点的下方，Q点在S点的上方

D. P点在S点的下方，Q点在S点的下方

16. 下列现象中属于光的折射的是

A. 演员通过平面镜看到自己的表演动作

B. 光射到不透明的物体上，在物体后面形成的影子

C. 潜水艇里的人通过潜望镜看海面上的情况

D. 插入水中的筷子，从水面上斜着看，筷子在水面下的部分向上弯折了

17. 如图所示，人眼在A处看见河里B处有一条鱼，若从A处射出一束激光，要使激光能照射到鱼的身上，则激光应射向

A. B点 B. B点上方 C. B点下方 D. B点左方或右方

18. 下列现象中属于光的反射的是

A. 月食现象

B. 阳光在浓密的树荫下形成的圆形光斑

C. 平静湖面上群山的倒影

D. 在岸边看到清澈见底的湖水中嬉戏的小鱼

二、填空题（每空1分，共21分）

19. 通过望远镜看到的是______的像，通过显微镜的物镜看到的是______的像.（填倒立或正立）

20. 有以下光现象：①射击瞄准时，要求三点对一线；②通过玻璃砖看到钢笔“错位了”；③镜花水月；④猴子捞月；⑤坐井观天；⑥鱼翔浅底。可把它们分为三类：

第一类是___________，其特征为___________________；

第二类是___________，其特征为__________________

第三类是___________，其特征为_________________

21. 我国的语言丰富多彩，其中有许多语句蕴含了物理知识。请在表中填写所列语句涉及的物理知识。

序号	语句	物理知识
示例	镜花水月	光的反射
1	海市蜃楼
2	立竿见影

22. 体育运动中，科研人员经常利用频闪摄影对运动员的动作进行分析与指导。频闪摄影就是摄影光源在有节奏的闪光时，从光源射出的光线照射到运动员身上发生_______射，又通过摄影机前的_______镜形成_____________________像。观察图中照片，可知频闪

摄影时要求背景较_________（填“亮”、“暗”）。

23. 大连市湖岸边的柳树在湖水中形成“倒影”，是光的________现象；插入水中的筷子看上去变“弯”了，是光的________现象。

24. 如图所示，B’是人眼在A处透过水面看见的河底一白色鹅卵石的虚像，这虚像是由光的 形成的。若在A处用激光手电对准虚像B’照射，则手电发出的光 （选填“能”或“不能”）照射到河底的白色鹅卵石上。

25. 在下图中，______图（选填“甲”或“乙”）表示近视眼成像示意图. 矫正近视眼应佩戴眼镜的镜片是_____透镜（选填“凸”或“凹”）。

甲 乙

26. 某实验小组在探究光的折射规律时，将光从空气分别射入水和玻璃，测得数据如下表：

空气中的入射角i	0°	30°	45°	60°
水中的折射角r	0°	22°	32°	40°
玻璃中的折射角	0°	17°	24°	30°

分析表格中的数据，你肯定能得出一些规律。请写出一条：

三、作图与实验题（25分）

27. 一条光线从空气斜射入水中，人射角为i，如下图所示。请画出光射入水中后的折射光线，并标出折射角Y。

28. 如图是一束从空气斜射向玻璃的光线，入射角为60°。请在图中标出入射角的位置，并画出折射光线（大致方向）。

29. 在公园的海洋馆里，人们可以透过厚厚的玻璃看到海底景观，请作出图中AB光线透过玻璃的光路。（已知v_空气＞v_水＞v_玻璃）

30. 如图所示，一束光由空气射入玻璃砖，画出这束光经过玻璃砖两个侧面折射的光路。

31. 如图所示，一束光射向三棱镜，画出这束光两次折射的大致光路。

【试题答案】

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
答案	B	A	B	A	A	C	C	B	B	D	B	C	A	B	C	D	A	C

19. 虚 倒立

20. 第一类是：①⑤，其特征为光的直线传播；

第二类是：②⑥，其特征为光的折射

第三类是：③④，其特征为光的反射

21. 光的折射 光的直线传播

22. 漫反 凸透 倒立、缩小、实 暗

23. 反射 折射

24. 折射 能

25. 乙 凹

26. a、当光从空气进入水或者其它透明介质时，折射角小于入射角

b、当光从其它透明介质进入空气时，折射角大于入射角

c、垂直入射时，入射角等于折射角等于0

27.

28. 略

29. 略

30.

31. 略