高中數(shù)學(xué)透鏡基礎(chǔ)知識(shí)
透鏡在我們的日常生活中時(shí)常用到。放大鏡朋友們都應(yīng)當(dāng)玩過,放大鏡能凝聚太陽光,奶奶們也能利用放大鏡的放大作用來看一些很小的字體或符號(hào)。這么朋友們曉得放大鏡是哪些使用原理嗎?雖然放大鏡是透鏡的一種。
放大鏡屬于凸透鏡,中間厚邊沿薄
透鏡
透鏡是用透明物質(zhì)制成,表面為球面一部份的光學(xué)器件。
常見的透鏡有兩種,分別為凸透鏡與凹透鏡。
這兩種透鏡的區(qū)別就仿佛其字面含意一樣:
中間厚,邊沿薄的透鏡稱作凸透鏡
淺顯點(diǎn)說就是中間凸上去的透鏡
中間薄,邊沿厚的透鏡稱作凹透鏡
淺顯點(diǎn)說就是中間凹下去的透鏡
透鏡對(duì)光的作用
凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚的作用
凸透鏡對(duì)光線的會(huì)聚作用,是指折射光線相對(duì)于入射光線向主軸方向偏折。
凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散的作用
凹透鏡對(duì)光線的發(fā)散作用,是指折射光線相對(duì)于入射光線向遠(yuǎn)離主軸的方向偏折。
凸透鏡與凹透鏡的三條特殊光線,朋友們必須謹(jǐn)記,這是考試的必考點(diǎn)。
最常見的凸透鏡就是放大鏡,我們可以借助放大鏡凝聚太陽光,把紙燃起,或把小螞蟻燙死。
在介紹光路圖前,我們先來說透鏡的幾個(gè)重要數(shù)學(xué)量。
主光軸與光心
主光軸的定義
通過薄透鏡兩個(gè)球面球心的直線,稱作主光軸,俗稱主軸(圖中并未畫出)。
光心的定義
坐落透鏡(包括凸透鏡與凹透鏡)中央的點(diǎn)叫光心(圖中藍(lán)色的點(diǎn))。
通過實(shí)驗(yàn)可知,經(jīng)過光心的光線在傳播時(shí)方向不變(是一條直線,不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn))。
焦點(diǎn)與焦距
對(duì)凸透鏡而言,平行于主軸的平行光線,通過鏡頭后會(huì)相交于一點(diǎn),這一交點(diǎn)我們稱為凸透鏡的焦點(diǎn)。具體如右圖所示。
前文中提及,我們可借助放大鏡凝聚太陽光,就是把光都集中到焦點(diǎn)。
這樣所有的光的能量都集中在這一點(diǎn)上,能量非常高凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別,氣溫高,能夠把紙屑、雜草燃起了。
對(duì)凹透鏡而言,平行于主軸的平行光線,通過鏡頭后會(huì)發(fā)散開,這種發(fā)散的光線,其反向延長線會(huì)凝聚與一點(diǎn),這個(gè)點(diǎn)我們稱為凹透鏡的焦點(diǎn)。具體如右圖所示。
因?yàn)橥哥R的左右對(duì)稱性,無論是凸透鏡還是凹透鏡都有兩個(gè)焦點(diǎn)。
焦距的定義
焦距是焦點(diǎn)到面鏡的中心點(diǎn)之間的距離。
或則說,焦距是兩個(gè)焦點(diǎn)之寬度離的一半兒。
三條特殊的光線
這一節(jié)的內(nèi)容好多,最重要和最常考的內(nèi)容來了,那就是通過凸透鏡與凹透鏡的三條特殊的光線。
通過凸透鏡的三條特殊的光線
黑色的通過光心的光線,其傳播方向不會(huì)改變,如右圖所示。
黑色的平行于主光軸的光線,其折射光線通過凸透鏡的焦點(diǎn)(另左側(cè)),如右圖所示。
黑色的通過焦點(diǎn)的光線,其折射光線平行于主光軸,如右圖所示。
通過凹透鏡的三條特殊的光線
綠色的平行于主光軸的光線,其折射光線的反向延長線過焦點(diǎn),如右圖所示。
淺紅色的通過光心的光線,其傳播方向不會(huì)改變,如右圖所示。
黑色的指向凹透鏡另左側(cè)焦點(diǎn)的光線,其折射光線平行于主光軸凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別,如右圖所示。
希望通過小杉的解析,朋友們可以更好的把握了中學(xué)數(shù)學(xué)透鏡的基礎(chǔ)知識(shí)。
我就曉得你“在看”