平面镜成像的应用:
(1)利用平面镜可以改变光的传播方向,起到控制光路的作用,如制作潜望镜,在挖井、掘山洞时,用平面镜把太阳光反射到作业区照明
(2)利用平面镜成像。如制作各种镜子,商场和家庭装饰时,利用平面镜成像增强室内宽敞明亮的空间效果
(3)利用平面镜反射光来使微小的形变放大,以便观测
补充:最简单的潜望镜是用两块互相平行的、与水平方向成45。角的平面镜构成的,用它可以看到高处的、被掩蔽物挡住的物体,如图所示:
凸面镜定义:
用球面的外侧作反射面的球面镜叫做凸面镜。
凹面镜定义:
凹面的抛物面镜,平行光照于其上时,通过其反射而聚在镜面前的焦点上,反射面为凹面,焦点在镜前,当光源在焦点上,所发出的光反射后形成平行光束,也叫凹镜,会聚镜。
凸面镜:
1. 原理:
平行光线投射到凸面镜上,反射的光线将成为散开光线,如果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面,可会聚并相交于一点,这一点就是凸面镜的主焦点(F),属虚性焦点
从物体的某一点(A)作一与主轴平行的直线为入射光线,入射光线到达球面镜镜面时,发生反射,反射后的方向相反的直线为反射光线,此反射光线必然通过主焦点(F)。
从物体的同一点(A)通过镜面的曲率中心(C)的连线为副轴,此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点(A′),即为该物体成像之处。
顶点 镜面的中心点O称为镜的顶点。
中心 球面的球心C称为镜面中心。
主轴 连结顶点O与镜面中心的点划线。
焦点 跟主轴平行的近轴光线射到球面上,反射光线会聚于主轴上一点,这一点称为焦点,用字母F表示。
焦距 焦点到顶点的距离叫焦距,用字母f表示。
作用 凸面镜具有发散作用。
2. 应用:
凸面镜应用较为广泛,可用于转弯镜、广角镜等,最为常见的就是倒车镜与哈哈镜,利用了对光发散的原理,可以扩大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况。(汤匙的背面就相当于一个凸面镜,而正面凹下去的地方就相当于一个凹面镜)
凹面镜:1. 成像原理:凹面镜的原理是反射成像。
2. 成像规律:
当物距小于焦距时成正立、放大的虚像,物体离镜面越远,像越大。当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,当物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,物体离镜面越远,像越小。成的实像与物体在同侧,成的虚像与物体在异侧。
凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点,还能使焦点发出的光线反射成平行光。
3. 焦距:
物体位于凹球面镜球心外时,成倒立缩小的实像,像位于焦点与球心之间;
物体位于焦点与球心之间时,成倒立放大的实像,像位于球心外侧;物体位于焦点以内时,成正立放大的虚像,像在镜面的另一侧。
U=f时不成像。 焦距在镜面前圆心后,但不在R/2处。
但如果入射光线是近轴光线,则可近似认为焦距在R/2处。
4. 光学特点:
(1)凹面镜上的反射现象都遵从光的反射定律。
(2)平行于主轴的光线经凹面镜反射后,反射光线会聚于焦点处。凹面镜的焦点是实际光线的会聚点,因此是实焦点。
(3)凹面镜对光线起会聚作用,因此焦距越小,会聚本领越大。
(4)四条特殊光线:平行于主轴的光线经凹面镜反射后,会聚于焦点;过焦点的入射光线经反射后平行于主轴;过球面中心的入射光线沿原路反回;从顶点入射的光线与其反射光线关于主轴对称。
5. 应用:
(1)利用凹面镜对光线的会聚作用:太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达。
(2)利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯。 还有太阳能焊接机,医用头灯,反射式望远镜等。
三种面镜的比较:
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平面镜 |
凸面镜 |
凹面镜 |
反射面 |
平面 |
凸面 |
凹面 |
示意图 |
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对平行光的反射特点 |
(1)既不会聚也不发散
(2)光路可逆 (3)遵守光的反射定律 |
(1)有发散作用
(2)F是虚焦点 (3)光路可逆 (4)遵守光的反射定律 |
(1)有会聚作用
(2)F是实焦点 (3)光路可逆 (4)遵守光的反射定律 |
成像 |
正立,等大虚像 |
正立,缩小虚像 |
正立,缩小的虚像 |
应用 |
梳妆打扮用的镜子 |
汽车观后镜 |
太阳灶等 |
实像、虚像及其异同:1.实像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是会聚的,其会聚点就是该点的实像点。镜前物体可以看成是由许多点组成的,对应于物体上每一个物点都有一个像点,这些像点就组成r 物体的实像。简单地说,实像是由实际光线会聚彤成的像。实像既可以用肉眼看到,义能被光屏接到。
2.虚像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是发散的,则它们不可能会聚,这时它们的反向延长线的交点,就是虚像点。对应于物体上每一个物点都有一个虚像点,这些虚像点就组成了物体的虚像。简单地说,虚像是由实际光线的反向延长线会聚形成的像。虚像只能用肉眼看到,不能用光屏接到。
3. 实像与虚像的异同
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实像 |
虚像 |
不同点 |
是否由实际光线会聚而成 |
是 |
不是 |
是否能用光屏接收到 |
能 |
不能 |
正立还是倒立 |
倒立 |
正立 |
相同点 |
都能用肉眼看到,都可以是放大,缩小或等大的 |
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影子和倒影: 影子和倒影影子(如图甲)是南于光在均匀介质中沿直线传播形成的,由于光线被不透明物体所遮挡,在不透明物体的后面形成一个光线达不到的区域,这就是所说的影子;倒影(如图乙)是平面镜成的虚像,水面相当于平面镜,岸边的景物在水中成虚像,这就是所说的倒影。
照相机
照相机是利用“凸透镜能成倒立、缩小的实像”这个原理制成的(如图所示)。照相机的镜头相当于一个凸透镜,来自物体的光经镜头后会聚在胶卷上,形成被照物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质,它在曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶卷上经过显影、定影后成为底片,再用底片洗印就可以得到相片。照相时,物体离照相机镜头比较远,像是缩小、倒立的。
幻灯机
幻灯机是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜,幻灯片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体),屏幕相当于光屏。
幻灯机构造:镜头、画片框、聚光镜、光源和反光镜、机箱等。
说明:反光镜用凹面镜,聚光镜为一组凸透镜,光源发出光经反光镜和聚光镜作用后集中射向幻灯片。把幻灯片放在比镜头的焦距稍大的位置,存强光的照射下,就能在屏幕上成放大的像。
投影仪投影仪是利用“凸透镜能成倒立、放大的实像”这个原理制成的(如图所示)。镜头相当于一个凸透镜,投影片相当于“探究凸透镜成像规律”实验中的蜡烛(物体),屏幕相当于光屏。
投影仪构造:结构与幻灯机相似,主要区别是投影仪用两块大的塑料螺纹透镜作聚光器,同时用一块平面镜把像反射到屏幕上
说明:投影仪能放映大画面的幻灯片,也可以投射直接书写在透明胶片上的文字,使用方便。
放大镜放大镜实际上就是一个短焦距的凸透镜(如图所示)。当物体位于凸透镜焦点以内,即物距小于焦距时,对着凸透镜观察,就可以看到物体成正立、放大的虚像。像和物位于凸透镜的同侧。当物体越靠近凸透镜的焦点时,所成的虚像越大。它可以将小的、眼睛不易辨清的物体“放大”,以便人们能看得更清楚。放大镜放大的倍数一般只有几倍,最多不过20倍,要想进一步提高放大倍数,就要用显微镜。
照相机的使用和调节方法照相机的镜头相当于一个凸透镜,胶片相当于光屏,选定被拍摄的景物后,调节镜头到胶片的距离,可得到倒立、缩小的实像。
例1用一架焦距不变的照相机,给一个人照了一张全身像,若要再给这个人照一张半身像,应该( )
A.使照相机的镜头离人远些,并减小镜头到底片的距离
B.使照相机的镜头离人远些,并增大镜头到底片的距离
C.使照相机的镜头离人近些,并增大镜头到底片的距离
D.使照相机的镜头离人近些,并减小镜头到底片的距离 _
解析:底片大小不变,从全身像到半身像,实际上是人的像变大了,根据照相机的调节方法,要想使底片上的像变大,人离镜头要近一些,像离镜头要远一些。因此照相机镜头应离人近一些,同时镜头往前伸,使暗箱长一些.
答案:C
投影仪的使用和调节方法1. 投影仪的镜头相当于凸透镜。投影片(物体)放置于镜头的2倍焦距以内1倍焦距以外的某位置,投影片上的画面通过镜头在屏幕上成倒立、放大的实像。
2.若要使屏幕上的画面(像)大一些,可以把投影仪到屏幕上的距离增大一些,同时将投影片到镜头的距离减小一些(下降镜头高度)直到屏幕上得到清晰的像为止。
例2在练习调节投影仪(如图所示)的实践活动中,小明通过调节,使屏幕上出现了清晰画面。这时,教室后排同学要求他将屏幕上的画面再调得大一些,为此,小明的操作应当是:适当____(填“增大”或“减小”)投影仪与屏幕的距离,并将凸透镜适当向_____(填“上”或 “下”)移动。
解析:投影仪的镜头足凸透镜,放映时成倒立放大实像,物体离透镜越近,所成的实像越大越远,所以要增大投影仪到屏幕的距离相当于增大像距,将透镜下移,相当于减小物距。
答案:增大 下
照相机的构造及各部分作用 1.照相机的主要构造:镜头、调焦环、光圈环、快门、暗箱、胶片。如图所示。
作用:照相机调物距是通过调整照相机与物体的距离来实现的,调胶片与镜头的距离则是通过调镜头的位置来实现的,调整时旋转镜头的调焦环,拍摄近的景物时,镜头往前伸,离胶片远一些;拍摄远的景物时,镜头往后缩,离胶片近一些,调焦环上刻有数字,表示拍摄的景物到镜头的距离,适当调整调焦环能使景物在胶片上产生清晰的像。
2.光圈和快门的作用:光圈控制进入镜头的光的多少,快门控制曝光时间,光圈和快门上的数字表示出光圈可以开大或缩小的光圈数和曝光时间,选择合适的光圈和快门可以拍出亮度适当的照片。
补充:
(1)“傻瓜相机”简介:这种相机能自动测量景物到相机的距离,进行自动调焦,高度自动化,即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片。
(2)数码相机,又名数字式相机,简称DC,是一种利用电子传感器把影像转换成电子数据的照相机。