6.3生活中的透镜

节假日家人团聚或外出旅游，总要用照相机拍下那些精彩瞬间，使人们从照片中感受到美的享受。其实照相机的发明与画画有关，19世纪，欧洲的画师制成了以凸透镜为镜头的绘画暗箱，将镜头对准要画的景物，使其通过凸透镜将像成在暗箱底部的毛玻璃上，画家们用半透明纸进行描画，以利于快速逼真地绘画景物。1839年，法国著名的肖像画家达盖尔，在绘画暗箱的基础上发明了照相机。这就是一台装有新型透镜的伸缩木箱照相机，也是世界上第一台真正的照相机。

1、幻灯机和投影仪（重点）

1.1投影仪

（1）构造

①投影仪主要是由镜头、光源、聚光镜、投影片和平面镜等部件构成（如图所示）。

②主要部件的作用：A、投影仪的镜头相当于凸透镜，有来成像；B、光源是用来照亮投影片的；C、聚光镜不仅可以弥补光量的不足和适当改变从光源射来的光的性质，而且将光线聚焦于投影片上，以得到是好的照明效果；D、平面镜的作用是改变光的传播方向，把光反射到屏幕上。

（2）成像原理：物体在凸透镜的一倍焦距与二倍焦距之间成倒立、放大的实像。

（3）在像特点：物体（投影片）离镜头（凸透镜）较近，成倒立、放大的像，像离镜头较远；物体（投影片）离镜头越近，成的像越大、越远。

1.2幻灯机

如图所示是幻灯机的结构及成像光路图，其成像原理与投影仪相同，都是为了成放大的实像。

[方法点拨]物体通过幻灯机镜头或投影仪镜头成像时，像到镜头的距离总大于投影片到镜头的距离。像与物不仅上下颠倒，左右也颠倒。

2、照相机（重点）

2.1构造

（1）照相机的主要部件有镜头、胶片、调焦环、快门、取景窗、光圈等（如图甲所示）。

（2）主要部件的作用：照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏。选定补拍摄的景物后，旋转调焦环，调节镜头到胶片的距离，胶片上就会出现景物清晰的倒立、缩小的实像（如图乙所示）。

2.2成像原理

利用物体到凸透镜的距离大于二倍焦距时成倒立、缩小的实像。

2.3照相机的使用注意事项

（1）为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，需要旋转镜头上的调焦环来调节镜头到胶片的距离。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。

（2）照相时，胶片曝光适当，才能洗出好的相片。控制曝光量有两种方法，一是用光圈控制进入镜头的光线的多少，二是用快门控制曝光的时间。

[方法点拨]在拍摄远近不同的物体时，为了在照相机的胶片上成一个清晰的像，要适当调节镜头到底片的距离。

3、放大镜（重点）

放大镜实质就是凸透镜。它是利用物体在凸透镜的一倍焦距之内成放大、正立的虚像原理制成的。正确使用放大镜，需要将物体放在凸透镜的一倍焦距之内，眼睛在透镜的另一侧通过透镜观察物体。

[方法点拨]放大镜实质是凸透镜，当放大镜放在物体上方的适当位置时，透过透镜可以看到一个正立、放大的虚像，它成虚像时，物近像近像变小。

4、望远镜（难点）

4.1望远镜的种类

望远镜的种类很多，有折射式望远镜和反射式望远镜。折射式望远镜又分开普勒望远镜（由两个凸透镜组成）和伽利略望远镜（由一个凸透镜和一个凹透镜组成）等，实中阶段仅介绍开普勒望远镜。

4.2开普勒望远镜

（1）结构：开普勒望远镜由两个凸透镜组成。如图所示，一个叫物镜，另一个叫目镜。

①物镜：靠近被观察物体的凸透镜，焦距比较长。物体在焦点附近成倒立、缩小的像。

②目镜：靠近眼睛的凸透镜，焦距比较短。使物镜所成的像再一次成正立、放大的虚像。

（2）工作原理

物镜相当于照相机，目镜相当于放大镜。远处的物体通过物镜在焦点附近成倒立、缩小的实像，这个像处于目镜的焦点以内，通过目镜这个放大镜成正立（相当于物镜所成的像）、放大的虚像。光路图原理如图所示。

（3）望远镜的作用

①望远镜使我们观察远处物体的视角变大。远处物体经物镜成的像离眼睛很近，加上目镜的放大作用，视角就可以变得更大。

拓展：视角是物体对眼睛光心所成的张角，如图所示。物体对眼睛的视角与物体本身大小和物体到眼睛的距离都有关。视角越大，越容易被看清。

②望远镜使我们观察远处物体的亮度增加。望远镜的物镜直径比眼睛瞳孔大得多，能会聚更多的光线，使我们观察远处物体的亮度大大增加。

[方法点拨]望远镜不是把物体拉近，而是增大了观察物体的视角。

5、显微镜（难点）

5.1结构

显微镜由镜筒（由目镜和物镜组成）、载物台、反光镜组成（如图所示）。

（1）目镜：靠近眼睛的凸透镜叫作目镜，它的焦距比较长。

（2）物镜：靠近被观察物体的凸透镜叫作物镜，它的焦距较短。

（3）载物台：用来放置被观察物（载物片）的平台。

（4）反光镜：通过调节反射光线来调节载物片上物体的亮度。反光镜有两面，光线太弱时用凹面镜会聚更多的光线；光线较强时用平面镜反光。

5.2工作原理

显微镜的物镜焦距很短，来自于被观察物体的光经过物镜后成一个放大的实像，原理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的焦距较长，目镜的作用相当于一个普通的放大镜，把这个像再放大一次。经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的微小物体了。显微镜的放大倍数等于物镜放大倍数与目镜放大倍数的乘积。

[方法点拨]目镜所成的像相对于物体是倒立、放大的虚像，且左右相反。