第三章《 光的折射 透镜》-2024-2025学年八年级物理上册期末复习单元知识清单（苏科版2024）

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2024-2025学年八年级物理上册期末复习

第三章《光的折射 透镜》单元知识清单

思维导图

第一节 光的折射

一、光的折射现象

1．光的折射：光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫作光的折射。

2．发生折射的条件

（1）光从一种介质斜射入另一种介质。若光从一种介质垂直射入另一种介质时，则不会发生折射。

（2）光在同种不均匀介质中传播时，也会发生折射。如太阳光穿过大气层时传播方向会发生变化。

3．光从一种透明介质进入另一种透明介质时，在两种介质的分界面上，光的传播方向一般要发生改变。其中一部分光发生反射，同时还有一部分光进入另一种介质中而发声折射，即反射和折射现象同时发生，发生反射时不一定发生折射，但发生折射时一定发生反射。

二、光的折射规律

1．描述光折射的基本概念

（1）入射光线：从光源射向两透明介质分界面的光线；

（2）折射光线：从入射点射向另一介质的光线；

（3）法线：过入射点垂直与两分界面的虚线；

（4）入射点：入射光线与两介质分界面的交点；

（5）入射角：入射光线与法线之间的夹角；

（6）折射角：折射光线与法线之间的夹角。

简称“一点”（入射点）、“一面”（分界面）、“二角”（入射角和折射角）、“三线”（入射光线、折射光线和法线）。

2．光的折射规律

当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。折射时光路可逆。

3．对光的折射规律的理解

（1）折射角随入射角的增大（减小）而增大（减小），但不是正比例关系，叙述时应先说折射角后说入射角。

（2）无论光是从空气斜射入水中或其他介质中，还是光从水或其他介质斜射入空气中，在空气中的角（入射角或折射角）总是大于在水中或其他介质中的角（折射角或入射角）。

三、生活中的折射现象

1．“池水变浅”：从岸上看水中的物体，例如岸上的人看水中的鱼位置“变高”。

如图所示，从鱼身上A点反射出的光线经折射后射入人眼，因为光从水中斜射入空气中，折射角大于入射角，所以折射光线远离法线，人眼逆着折射光线看，感觉光好像是从S点发出的，S点就是人看到的鱼的虚像，它比鱼的实际位置偏高。

在岸边看水里的物体            在水中看岸上的物体

2．从水中看岸上的物体“变高”，例如水中的人看岸上的树或建筑物“变高”。

如图所示，从昆虫上点A射出的光线经折射后射入鱼眼，因为光由空气中斜射入水中，折射角小于入射角，所以折射光线靠拢法线，鱼眼逆着折射光线看，感觉光好像是从A′点发出的，A′点就是鱼看到的昆虫的虚像，它比鱼的实际位置偏高。

3．海市蜃楼和幻日

海市蜃楼的成因                         幻日现象

（1）海市蜃楼多发生在夏天的海面上或沙漠上。夏天空气较热，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比较低。海面地表上方不同高度的空气层相当于一层层密度不同的透明介质。密度大的空气层为光密介质，密度小的空气层为光疏介质。远方景物射出的光在层与层之间连续发生折射。从整体来看，光逐渐向地面弯曲进入观察者的眼中。在观察者看来，光好像是从海面上空的物体射出的。

（2）幻日：高空中悬浮着许多形状规则的小冰晶，当太阳光经过它们时，会发生反射和折射，在特定的环境下就会产生幻日现象。

四、探究光折射时的特点

【设计实验】

如图所示，让激光笔发出的一束光从空气以不同的角度射入玻璃砖中，观察光束在空气和玻璃砖中的径迹，并比较折射角和入射角的大小。

让激光笔发出的一束光从玻璃斜射入空气中，重复上述实验。

让激光笔发出的一束光从空气垂直射入玻璃中（或从玻璃垂直射到空气中），观察光的传播路线。同时改变介质进行多次实验寻找普遍规律。

【进行实验】

1．让光从空气斜射入玻璃中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。

2．改变入射角的大小，观察并记录折射角的变化情况。

3．让光从玻璃斜射入空气中，观察光的整个传播路径，比较折射角和入射角的大小，记录在表格中。

4．改变入射角的大小，观察折射角的变化情况。

5．让光垂直射入玻璃，观察光的整个传播路径。

6．让光从空气斜射入玻璃砖，同时逆着折射光射入另一束光，观察两束光在空气中的传播途径。

实验数据记录表格：

【分析论证】

1．当光从空气斜射入玻璃中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时，折射角也增大；当入射角减小时，折射角也减小。

2．当光从空气垂直射入玻璃中时，传播方向不变。

3．光从玻璃斜射入空气中时，可以看到，进入空气中的折射光线就逆着原来入射光线的方向射出，就是说，在折射中光路也是可逆的，这时的折射角大于入射角。

综合以上分析，归纳出实验结论：

当光从一种介质斜射入另一种介质时，折射光线、入射光线和法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线两侧；入射角增大（或减小）时，折射角也随之增大（或减小）。折射时光路可逆。

第2节 透镜

一、透镜

1．凸透镜和凹透镜

凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜叫凸透镜；凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜；

凸透镜                               凹透镜

2．主光轴和光心

（1）主光轴：透镜上通过两个球面球心的直线叫主光轴，简称主轴。如图的点划线CC^＇。

凸透镜的主光轴和光心                   凹透镜的主光轴和光心

（2）光心：主光轴上有个特殊的点，通过这个点的光传播方向不变，叫做透镜的光心O。

二、透镜对光的作用

1．凸透镜对光有会聚作用，又叫会聚透镜。

凸透镜对光有会聚作用，不是指光经凸透镜后一定会聚在一点上，而是指光经凸透镜折射后，折射光线向主光轴偏折，如图所示。

甲 平行光束          乙 发散光束        丙  会聚光束

2．凹透镜对光有发散作用，又叫发散透镜。

凹透镜对光有发散作用，是指光经凹透镜折射后，折射光线偏离主光轴，经凹透镜折射后的光线也可能相交于一点，如图所示。

三、焦点、焦距及三条特殊光线

1．凸透镜的焦点和焦距

（1）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。

（2）焦距：焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。

（3）凸透镜有2个焦点，并且关于光心对称。

（4）凸透镜焦距的意义：凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短，凸透镜表面越凸，焦距越小，对光的会聚作用越强（选填“强”或“弱”）。

凸透镜的焦点和焦距

（5）粗略测量凸透镜焦距的方法——平行光聚焦法

如图所示，将凸透镜正对着太阳光（可看成是平行光），再拿一张纸放在它的另一侧，来回移动，直到纸上的光斑最小、最亮，测量这个光斑到凸透镜光心的距离，即为该凸透镜的焦距。

2．凹透镜的焦点和焦距

（1）焦点：平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，叫凹透镜的焦点。它不是实际光线的会聚点，凹透镜有2个焦点，关于光心对称。

（2）焦距：焦点到凹透镜光心的距离叫做焦距。凹透镜焦距的大小表示对光发散能力的强弱，焦距越小，对光的发散能力越强（选填“强”或“弱”）。

凹透镜的焦点和焦距

3．透镜的三条特殊光线

（1）凸透镜的三条特殊光线

①通过凸透镜光心的光线传播方向不发生改变；

②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；

③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。

（2）凹透镜的三条特殊光线：

①通过凹透镜光心的光线传播方向不发生改变；

②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过焦点；

③射向凹透镜焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴射出。

第3节 凸透镜成像的规律

一、实验：探究凸透镜成像的规律

1．相关概念

（1）物距u：物体到透镜光心的距离，如图所示。

（2）像距v：像到透镜光心的距离，如图所示。

（3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。

2．实验器材与实验装置图

（1）实验器材：凸透镜（焦距为10cm）、蜡烛、光屏、火柴、光具座。

（2）实验装置

将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在一条直线上，调整蜡烛、凸透镜进行实验和光屏的高度，使烛焰、透镜和光屏三者的中心在同一高度上，如图所示。

3．实验步骤

（1）点燃蜡烛，并使之远离凸透镜。 调整光屏位置，直至光屏上呈现烛焰的像。测量物距和像距，并将成像的情况 记录在下表中。

（2）逐次减小物距，重复上述操作并记录，直至在光屏上无法呈现烛焰的像。

（3）当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时物距是多大？回顾用放大镜观察邮票的情景，移开光屏，用眼睛通过凸透镜观察，你看到了什么？

（4）在逐次减小物距的过程中，像的大小如何变化？由此推测，是否存在像和物大小相等的情况？如果有，这时像距、物距和焦距的大小有什么关系？试一试，你的推测正确吗？

像与物距的关系  凸透镜的焦距f= 10 cm

4．分析与论证

分析上表记录，归纳出凸透镜成像的规律。

（1）焦点是成实像和虚像的分界点。物体在焦点以外成实像，焦点以内成虚像。

（2）二倍焦距是成放大和缩小像的分界点。物体在二倍焦距以外成缩小的像，在二倍焦距以内成放大的像。没有缩小的虚像。

（3）实像必异侧倒立，虚像必同侧正立（选填“倒立”或“正立”）。

（4）物距u＞像距v，像是缩小的；u＜v，像是放大的（选填“放大”或“缩小”）。

（5）成实像时，物体距离透镜越近，像距离透镜越远，像越大；物体距离透镜越远，像距离透镜越近，像越小。即成实像时，物近像远且大，物远像近且小。成虚像时，物体距离透镜越近，像越小，物体距离透镜越远，像越大。即物体越靠近焦点像越大。

记忆口诀：一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。

5．交流讨论

（1）在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有：

①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；

②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；

③蜡烛的位置在透镜的焦点上。

（2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，也是完整的，但亮度会变暗些。

（3）蜡烛长度变短时，像在光屏上将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.

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