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1、初中成像光学复习初中成像光学复习1.1.小孔成像小孔成像(1)成成像像原原理理：光光在在同同种种均匀介质中沿直线传播。均匀介质中沿直线传播。光光在在同同一一种种物物质质中中，例例如如在在空空气气中中或或在在水水中中，都都沿沿直直线线传传播播。物物点点和和像像点点关关于于小小孔孔中中心心一一一一对对称称。小小孔孔成成像像是是光光的的直直线线传传播播规律的重要例证之一。规律的重要例证之一。(2)像的性质：像的性质：倒立的实像。倒立的实像。大大约约两两千千四四五五百百年年以以前前，我我国国的的学学者者墨墨翟翟和和他他的的学学生生，就就作作了了世世界界上上第第一一个个小小孔孔成成倒倒像像的的实实验验，
2、墨墨家家解解释释说说，光光穿穿过过小小孔孔如如射射箭箭一一样样，是是直直线线行行进进的的，人人的的头头部部遮遮住住了了上上面面的的光光，成成影影在在下下边边，人人的的足足部部遮遮住住了了下下面面的的光光，成成影影在在上上边边，就就形形成成了了倒倒立立的的影影。这这是是对对光光直直线线传传播播的的第第一一次科学解释。次科学解释。(3)(3)小孔成像中原像与物象的关系小孔成像中原像与物象的关系 由由图图1 1可可知知，当当光光屏屏与与小小孔孔之之间间的的距距离离不不变变时时，物物体体离离小小孔孔越越远远，所所成成的的像像越越小小，当当物物体体与与小小孔孔之之间间的的距距离离不不变变时时，光光屏屏离
3、离小小孔孔越越远远，所成的像越大。所成的像越大。物体小孔光屏为物体的像 【思考题】【思考题】根根据据光光的的直直线线传传播播规规律律证证明明像像长长和和物物长长之之比比等等于于像像和和物物分分别别距距小小孔孔屏屏的的距离之比。距离之比。图1：小孔成像中原像与物象的关系图图2：小孔成像演示器：小孔成像演示器 材料：材料：胶合板、铁皮饮料盒、1mm铜丝、输液器包装袋、螺钉、胶水、胶带等。结构：结构：如图2所示。制作方法：制作方法：1外筒和内筒 按图1中所示尺寸将5mm厚胶合板裁好，用胶水粘牢，内壁用墨水涂黑。前端盖中心裁出15cm圆孔透光，后端盖中心裁出3cm圆孔作观测窗。2光屏 将一次性输液器包
4、装袋无字的部分用胶带粘在内筒前端并要绷紧。3像距标尺 取长30cm宽1cm的白纸条，自右向左依次划上0、1、2、到30cm的刻线，贴在内筒左外侧。4光阑 将铁皮饮料盒展开，裁成12cm的圆片，在其边缘焊上1mm铜丝以增加强度。在距中心2cm和5cm的同心圆对边分别扎上形状各异、大小不一的小孔，孔径在01cm至1cm之间，最后用自攻螺钉固定在外筒前端盖上。使使用用方方法法：将演示器前端对准要成像的物体，左手转动光阑选择适当的小孔，右手推拉内筒调节像距，通过观测窗观察光屏上成的像。装置特点：装置特点：1光屏设在暗室内，观测不受环境影响，即使在室外使用，效果也很好。2光阑左侧孔和前端中心透光孔形状大
5、小完全一致，可以很方便地比较小孔的形状和大小对成像的影响。3利用左侧像距标尺可以比较像距与成像情况的关系。4取材容易，使用方便。例例1：在一张纸上剪出一个方形孔，将纸放在阳光下，在地在一张纸上剪出一个方形孔，将纸放在阳光下，在地面上出现的光斑形状是（面上出现的光斑形状是（）C 分析：小孔成像重在“小”字上。若方形孔比较小，则太阳经过此孔成像在地面上，光斑的形状就是圆形（太阳倒立的实像）；若方形孔比较大，则不会形成小孔成像，光斑的形状仍然是方形。这里的原像是太阳，所形成的像与小孔的形状无关，但小孔太大则不会成原像。(A)方形方形(B)圆形圆形(C)方形或圆形方形或圆形(D)无法确定无法确定 例例
6、2：用自制的针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法：用自制的针孔照相机观察烛焰，有以下四种说法：薄膜上出现烛焰的像是倒立的；薄膜上出现烛焰的像是倒立的；薄薄膜膜上上烛烛焰焰的的像像可可能能是是缩缩小小的的也也可可能能是是放放大大的；的；保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉动内筒，增加筒长，烛焰的像变大；增加筒长，烛焰的像变大；保保持持小小孔孔和和烛烛焰焰的的距距离离不不变变，向向前前推推动动内内筒筒，烛焰的像更明亮。烛焰的像更明亮。（A A）对于这四种说法，正确的是（对于这四种说法，正确的是（）（B B）（C C）（D D）分析：保持小孔和烛焰的距离不变，向后拉
7、动内筒，增加筒长，即光屏离小孔的距离变大，则像也变大；保持小孔和烛焰的距离不变，向前推动内筒，即光屏离小孔的距离变小，则像也变小。由于光线比较集中，所以亮度变亮。A A 2.平面镜成像平面镜成像 （1）成成像像原原理理：根根据据光光的的反射定律反射定律 （2）像像的的性性质质：正正立立，等等大大的的虚虚象象且且像像与与物物关关于于镜镜面面对对称。称。（3）平面镜成像特点）平面镜成像特点 平平面面镜镜所所成成的的像像和和物物体体到到镜面的距离都相等；镜面的距离都相等；像和物大小相同；像和物大小相同；像与物体的连线与镜面垂像与物体的连线与镜面垂直。直。镜面镜面图3：平面镜成像 （4）平面镜的应用）
8、平面镜的应用 A.利利用用平平面面镜可以成像；镜可以成像；B.还可以利用它改变光路。还可以利用它改变光路。想想想想议议议议：岸边的树和山在水中成的像看上去是倒立的。为什么？平平静静的的水水面面好好象象是是一一个个平平面面镜镜可可以以成成像像，对对于于岸岸边边树树木木上上的的每每一一点点来来讲讲在在水水中中对对应应着着的的像像点点都都与与物物点点等等距距，由由于于树树木木上上的的各各点点与与水水面面距距离离不不等等，树树木木上上离离水水面面越越远远的的点点在在水水面面上上所所成成的的像像也也离离水水面面越越远远，所所以以整整个个树树木木的的像像从上面看就是倒立的了。从上面看就是倒立的了。例例3
9、3：有有一一只只苍苍蝇蝇落落在在一一厚厚度度d=6mmd=6mm的的平平面面镜镜上上，则则苍苍蝇蝇与与它它的的像像之之间间相相距距（）（A A）6mm6mm；（C C）3mm3mm；（D D）无法判断。）无法判断。分析：如图4所示，对于有厚度的平面镜来说，涂有反光物质的平面为反射面。根据像和物关于镜面对称可知，苍蝇的像到镜面的距离也是6mm，故苍蝇与像的距离为12mm。图4：平面镜上的苍蝇B B（B B）12mm12mm 例例4 4：画出图中光：画出图中光S S点发出的光线经镜面点发出的光线经镜面MNMN反射后反射后过过P P点的反射光线。点的反射光线。MNSPMNSPS图5：题意图6：图象
10、分析：因从S点发出的光线经镜面MN反射后过P点的反射线的反向延长线必然通过像点S，所以要先作出光源S的像点。利用对称性可得像S的位置，如图6所示，连接SP交平面镜MN于A点，则AP就是所求的反射光线。图7：平面镜成像演示器材1图8：平面镜成像演示器材2图9：平面镜成像演示器材3（1 1）成像原理：光的折射）成像原理：光的折射3.3.透镜成像透镜成像图8：凹透镜、凸透镜成像示意图 （2 2）像的性质）像的性质 A.凹透镜成像规律 b.凹透镜成像光路 a.凹透镜成像为正立、缩小的虚象。B.B.凸透镜成像规律凸透镜成像规律说明：当物距u减小时，像变大，像距变大。a.凸透镜成像凸透镜成像 凸透镜成虚像
11、时，物距越小（物体远离焦点），像越小；物距越大（物体靠近焦点），像越大。凸透镜成实像时，物距越小（物体靠近焦点），像越大，像距越大；物距越大（物体远离焦点），像越小，像距越小。b.b.凸透镜成像光路。凸透镜成像光路。（1 1）物体处于）物体处于2 2倍焦距以外倍焦距以外 （2 2）、物体处于）、物体处于2 2倍焦距和倍焦距和1 1倍焦距倍焦距之间。之间。（3 3）、物体处于焦点以内）、物体处于焦点以内 C.C.凸透镜的应用凸透镜的应用 a.a.照照相相机机2 2倍倍焦焦距距以以外，成倒立缩小的实像。外，成倒立缩小的实像。b.b.幻幻灯灯机机、投投影影器器、电电影影放放映映机机2 2倍倍焦焦距距
12、和和1 1倍倍焦焦距距之间，成倒立放大实像。之间，成倒立放大实像。c.c.放放大大镜镜短短焦焦距距凸凸透透镜，成正立放大虚像。镜，成正立放大虚像。例例5：许许多多家家庭庭门门上上都都装装有有防防盗盗门门镜镜，从从室室内内透透过过防防盗盗门门镜镜向向外外看看，可可以以看看到到来来客客正正立立的的缩缩小小的的像像，由由此此可可以以断断定定，此此防防盗盗门门镜镜的的作作用用相相当当于于一一个个（）（A A）凸透镜）凸透镜B 分析：物体通过凹透镜可以成一个正立、缩小的像，所以，此时防盗门镜的作用相当于一个凹透镜。（B B）凹透镜）凹透镜（C C）三棱镜）三棱镜（D D）玻璃砖）玻璃砖 例例6 6：放放映映幻幻灯灯时时，要要想想获获得得更更大大的的像像，就应采取（就应采取（）（A A）使幻灯机向银幕靠近些，幻灯片靠）使幻灯机向银幕靠近些，幻灯片靠近镜头。近镜头。（B B）使幻灯机向银幕靠远些，幻灯片也）使幻灯机向银幕靠远些，幻灯片也离镜头远些。离镜头远些。（C C）使幻灯机向银幕靠近些，幻灯片离）使幻灯机向银幕靠近些，幻灯片离镜头远些。镜头远些。（D D）使幻灯机向银幕靠远些，幻灯片离）使幻灯机向银幕靠远些，幻灯片离镜头近些。镜头近些。D D 分析：物体通过幻灯机成的是实像，要使像变大，必须减小物距（物体靠近焦点），同时，增大像距（幻灯机远离银幕）。