初中物理竞赛基础教程：光的折射、透镜

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　　第4讲光的折射透镜
　　4.1 学习提要
　　4.1.1 光的折射
　　1. 光的折射现象
　　光从一种物质进入另一种物质时，它的传播方向通常会改变，这种现象叫做光的折射。
　　2. 光的折射规律
　　如图4-1所示，光线AO从空气斜射人水中，传播方向发生改
　　变，折射光线是OB。光折射时，折射光线、入射光线、法线在同一面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧。
　　当光从空气斜射入水（或其他透明介质）中时，折射光线向法线靠拢，折射角小于入射角。入射角增大时，折射角增大。光垂直射到水（或其他透明介质）的表面时，光的传播方向不变。图4-1
　　当光从水（或其他透明介质）斜射入空气中时，折射光线将偏离法线，折射角大于入射角。
　　如图4-2（a）和(b)所示，当光以相同的人射角分别从空气斜射人水或玻璃中时，在玻璃中的折射光线向法线偏折更明显，说明玻璃对光的折射本领比水强。实验表明，不同介质对光的折射本领不同。
　　图4-2
　　4.1.2 透镜
　　1. 三棱键
　　三棱镜是一个截面为三角形的透明棱柱体。如图4-3所示，由空气射人三棱镜内的光线，通过棱镜后出射光线向棱镜的底面偏折。
　　图4-3                              图4-4
　　2. 凸透镜
　　（1）中间比边缘厚的透镜叫做凸透镜。通常透镜的两个表面都是球面，或者一面是球面，—面是平面。通过透镜球面的球心C1、C2的直线叫做透镜的主光轴，透镜的中心O点叫做透镜的光心。
　　（2）凸透镜对光线有会聚作用，如图4-4所示，凸透镜的焦点为实焦点。
　　（3）经过凸透镜有三条特殊光线，如图4-5所示：
　　（a）平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点。
　　（b）过焦点的光线绘凸透镜折射后折射光线平行于主光轴。
　　（b）通过凸透镜光心的光线方向不改变。
　　图4-5
　　3. 凹透镜
　　（1）中间比边缘薄的透镜叫做凹透镜。
　　（2）凹透镜对光线有发散作用，如图4-6所示，凹透镜的焦点为虚焦点。
　　（3）经过凹透镜有三条特殊光线，如图4-7所示：
　　（a）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后它的反向延长线过焦点。图4-6
　　（b）延长线过焦点的光线经凹透镜折射后折射光线平行于主光轴。
　　（c）通过凹透镜光心的光线方向不改变。
　　图4-7
　　4.1.3 凸透镜成像
　　1. 物距、像距和焦距
　　物体到透镜中心的距离叫物距，用表示；像到透镜中心的距离叫像距，用表示；焦距用表示。
　　2. 研究凸透镜成像规律实验
　　（1）实验目的：研究凸透镜成像规律。
　　（2）实验器材：凸透镜、蜡烛、光屏、光具座、火柴。