透鏡的物理知識點

透鏡：透明物質製成（一般是玻璃），至少有一個表面是球面的一部分，對光起折射作用的光學元件。

分類：1、凸透鏡：邊緣薄，中央厚。2、凹透鏡：邊緣厚，中央薄。

主光軸：通過兩個球心的直線。

光心：主光軸上有個特殊的點，通過它的光線傳播方向不變。（透鏡中心可認為是光心）

焦點：凸透鏡能使跟主軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這點叫透鏡的焦點，用"F"表示

虛焦點：跟主光軸平行的光線經凹透鏡後變得發散，發散光線的反向延長線相交在主光軸上一點，這一點不是實際光線的會聚點，所以叫虛焦點。

焦距：焦點到光心的距離叫焦距，用" f "表示。

每個透鏡都有兩個焦點、焦距和一個光心。

透鏡對光的作用：

凸透鏡：對光起會聚作用。

凹透鏡：對光起發散作用。

1、中央厚邊緣薄的透鏡是凸透

2、辨別凸透鏡和凹透鏡的方法有：①“摸”：通過比較透鏡中央和邊緣的厚薄加以辨別；②“看”：通過靠近物體觀察透鏡的成像是放大還是縮小加以辨別；③“照”：通過透鏡對平行光線是會聚還是發散加以辨別；④“晃”：透過透鏡看書本上的文字，晃動透鏡，看像的晃動方向和透鏡的晃動方向。（同向是凹透鏡，反向是凸透鏡）

3、（1）主光軸：通過透鏡球面的球心的直線。（2）光心：透鏡的中心。

（光心是透鏡主光軸上有個特殊的點，經過它的光線傳播方向不發生改變） 4、（1）焦點：平行於主光軸的光線經凸透鏡折射後，會聚在主光軸上一點F，稱為焦點。 （左右各有一個）（2）焦距：從光心到焦點的距離。用f 表示 （左右焦距相等）（凹透鏡的焦點是折射光線反向延長線的交點，因此是虛焦點）

4、用實驗方法估測凸透鏡（遠視眼鏡）的焦距：將遠視眼鏡正對着太陽光，再把一張紙放在它的另外一側，來回移動，直到紙上的光斑變得最小、最亮，測量這個最小、最亮的光斑到遠視眼鏡的距離，記錄下來，即為焦距。

口決記憶法：

（1）一倍焦距內外分虛實（2）二倍焦距內外分放大縮小（3）實像一定是倒立的，像物在透鏡的異側。虛像一定是正立的，像物在透鏡的同側。（4）在成實像時，物距減小，像距增大。可以記憶為物近、像遠、像變大。

5、在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，從左到右依次放置蠟燭、凸透鏡和光屏，首先要使它們在同一直線上，其次調整它們的高度，使它們的中心大致在同一高度，這樣做的目的是在光屏的中心能成一個完整、清晰的實像。

6、實像：能在光屏上呈現的像，它是由實際光線會聚而形成的。

虛像：不能在光屏上呈現的像，它不是由實際光線會聚而形成的，是由反射光線或折射光線反向延長線會交而形成的。

7、照相機是利用凸透鏡能成倒立、縮小、實像的原理製成的，它的鏡頭相當於一個凸透鏡，人的眼睛像一架神奇的`照相機，晶狀體相當於照相機的鏡頭（凸透鏡），視網膜相當於照相機內的膠片。 10、幻燈機、投影儀、電影放映機是利用凸透鏡能成倒立、放大、實像的原理製成的，膠片應倒插（上下倒、左右倒）。 11、眼睛有短暫的記憶力。在外界景物突然消失之後，視神經對它的映像還會延續0.1秒左右，眼睛的這種特徵叫做視覺暫留。為看清遠近不同的物體，眼睛可以通過周圍的肌肉的活動使晶狀體變厚或變薄以改變焦距，使不同距離的物體能在視網膜上成清晰的像，眼睛的這種本領叫做眼睛的調節。在工作時間較長時，最適宜的、不致引起眼睛過度疲勞的距離大約是25釐米，這個距離叫做明視距離。眼鏡的度數表示的是鏡片（透鏡）折光本領的大小，度數越大的鏡片焦距越小，發散或會聚光線的本領越大。眼鏡的度數與焦距的關係是：D=100/f,其中：D為眼鏡的度數，f為焦距，單位為米。

8、常見的視力缺陷有近視和遠視，這都是由於眼睛的調節功能降低，不能使物體的像清晰地成在視網膜上所引起的。它對光線有會聚作用，凸透鏡又叫做會聚透鏡；中央薄邊緣厚的透鏡是凹透鏡，它對光線有發散作用，凹透鏡又叫做發散透鏡；

本知識點重點掌握的知識為：凸透鏡成像規律與照相機、幻燈機和放大鏡的原理。

對於規律我們可以如此記憶“一倍焦距不成像，內虛外實分界明；二倍焦距物像等，外小內大實像成，物近像遠像變大，物遠像近像變小；實像倒立虛像正，照、投、放大對應明

常見考法

本知識主要以實驗探究的形式考查凸透鏡成像規律，題目的難度較大；照相機、幻燈機和放大鏡的原理常以選擇題的形式來考查。

誤區提醒

正確區分實像和虛像

物體通過透鏡可能成實像，也可能成虛像。而實像和虛像的區別是什麼呢？

（1）成像原理不同，物體發出的光線經光學器件會聚而成的像為實像，經光學器件後光線發散，反向延長相交形成的像叫虛像。

（2）成像性質上的區別，實像是倒立的，虛像是正立的。

（3）接收方法上的區別：實像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虛像只能被眼睛看到，不能被光屏接收到。

【典型例題】

例析：某物體放在離凸透鏡中心50cm處，所成的像是一個縮小的、倒立的實像，則該凸透鏡的焦距可能是（ ）

A. 50cm B. 40cm C. 30cm D. 20cm

解析：

本題描述的是凸透鏡成像的一種現象，所用的成像規律是：當物體到凸透鏡的距離大於2倍焦距時，在透鏡另一側的光屏上可以得到一個倒立、縮小的實像。把這條規律放到本題中就可以逆向分析，從而得出凸透鏡焦距的取值範圍。

由此判斷出50cm這個距離大於2倍焦距，即：50cm>2f，解得f

答案： D

國中二年級

1、 介質斜射入另一種介質時，傳播方向一般會發生變化;這種現象叫光的折射現象。

2、光的折射定律：三線同面,法線居中,空氣中角大,光路可逆。

⑴折射光線，入射光線和法線在同一平面內。

⑵折射光線和入射光線分居與法線兩側。

⑶ 光從空氣斜射入水或其他介質中時，折射角小於入射角，屬於近法線折射。

光從水中或其他介質斜射入空氣中時，折射角大於入射角，屬於遠法線折射。

光從空氣垂直射入(或其他介質射出)，折射角=入射角= 0 度。

3、應用：

從空氣看水中的物體，或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像，看到的位置比實際位置高

練習：☆池水看起來比實際的淺，是因為光從水中斜射向空氣中時發生折射，折射角大於入射角。

☆藍天白雲在湖中形成倒影，水中魚兒在“雲中”自由穿行。這裏我們看到的水中的白雲是由光的反射而形成的“虛像”，看到的魚兒是由是由光的折射而形成的“虛像”。

二、透鏡

1、名詞：

透鏡：由透明材料磨製而成，兩個折射面都是球面，或一面是球面另一面是平面的透明體。

凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡，如：遠視鏡片，照相機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等等;

凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡，如：近視鏡片;

主光軸：通過兩個球面球心的直線。

光心：(O)即薄透鏡的中心。

性質：通過光心的光線傳播方向不改變。

焦點(F)：凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點，這個點叫焦點。

焦距(f)：焦點到凸透鏡光心的距離。

三、眼睛和眼鏡

1、成像原理：從物體發出的光線經過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網膜上行成倒立，縮小的實像，分佈在視網膜上的視神經細胞受到光的刺激，把這個信號傳輸給大腦，人就可以看到這個物體了。

2、近視及遠視的矯正：近視眼要戴凹透鏡,遠視眼要戴凸透鏡。

四、顯微鏡和望遠鏡

1、顯微鏡：顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用都相當於一個凸透鏡，靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經過物鏡後成一個放大的實像，道理就像投影儀的鏡頭成像一樣;目鏡的作用則像一個普通的放大鏡，把這個像再放大一次。經過這兩次放大作用，我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。

2、望遠鏡：有一種望遠鏡也是由兩組凸透鏡組成的。靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡，靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。我們能不能看清一個物體，它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小，但它離我們的眼睛很近，再加上目鏡的放大作用，視角就可以變得很大。

生活中的透鏡

照相機：1、鏡頭是凸透鏡; 2、物體到透鏡的距離(物距)大於二倍焦距，成的是倒立、縮小的實像。 投影儀：1、投影儀的鏡頭是凸透鏡; 2、投影儀的平面鏡的作用是改變光的傳播方向(注意：照相機、投影儀要使像變大，應該讓透鏡靠近物體，遠離膠捲、屏幕。);3、物體到透鏡的距離(物距)小於二倍焦距，大於一倍焦距，成的是倒立、放大的實像。 放大鏡：1、放大鏡是凸透鏡;2、放大鏡到物體的距離(物距)小於一倍焦距，成的是放大、正立的虛像;注：要讓物體更大，應該讓放大鏡遠離物體。

1.幻燈機和投影儀 成像特點：物體在凸透鏡一倍焦距至二倍焦距之間時，成倒立放大的實像。 注意事項：幻燈片要倒着放(上下顛倒，左右顛倒)。

2.照相機 成像物點：物體在凸透鏡二倍焦距以外，成倒立縮小的實像。

思考1：照完集體照照單人照 (相機離人近些，暗箱拉長)

思考2：照片中部分人沒有進入鏡頭 (相機離人遠些。暗箱縮短) 3.放大鏡 成像特點：物體在凸透鏡一倍焦距以內，成正立放大的虛像。物像同側。 4.顯微鏡：由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大。 5.望遠鏡：由目鏡和物鏡組成，物鏡使物體成縮小、倒立的實像，目鏡相當於放大鏡，成放大的像。

探究凸透鏡成像規律

實驗：從左向右依次放置蠟燭、凸透鏡、光屏。

1、調整它們的位置，使三者在同一直線（光具座不用）；

2、調整它們，使燭焰的中心、凸透鏡的中心、光屏的中心在同一高度。

凸透鏡成像規律：

物距（u） 像距( υ ) 像的性質 應用

u > 2f f<υ<2f 倒立縮小實像 照相機

u = 2f υ= 2f 倒立等大實像 （實像大小轉折）

f< u<2f>2f 倒立放大實像 幻燈機

u = f 不成像 （像的虛實轉折點）

u < f υ> u 正立放大虛像 放大鏡

凸透鏡成像規律口決記憶法

口決一：

"一焦（點）分虛實，二焦（距）分大小；

虛像同側正；實像異側倒，物遠像變小"。

口決二：

物遠實像小而近，物近實像大而遠，

如果物放焦點內，正立放大虛像現；

幻燈放像像好大，物處一焦二焦間，

相機縮你小不點，物處二倍焦距遠。

口決三：

凸透鏡，本領大，照相、幻燈和放大；

二倍焦外倒實小，二倍焦內倒實大；

若是物放焦點內，像物同側虛像大；

一條規律記在心，物近像遠像變大。

注1：為了使幕上的像"正立"（朝上），幻燈片要倒着插。

注2：照相機的鏡頭相當於一個凸透鏡，暗箱中的膠片相當於光屏，我們調節調焦環，並非調焦距，而是調鏡頭到膠片的距離，物離鏡頭越遠，膠片就應靠近鏡頭。

上面對凸透鏡成像規律知識點的內容講解學習，相信同學們已經能很好的掌握了吧，希望同學們考試成功哦。

【實驗器材】f=12 cm(最好在10～20 cm之間)的凸透鏡一個，蠟燭一支，用白色硬紙製成的光屏一個等。

【設計實驗】

① 把蠟燭放在遠處，使物距u﹥2f，調整光屏倒凸透鏡的距離，使燭焰在屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒。測量物距u和像距v(像到凸透鏡的距離)。

② 把蠟燭向凸透鏡移近，重複以上操作，直到屏上得不到蠟燭的像。

【結論】凸透鏡的成像規律如下表(第一條規律並非由本實驗得出)：

【對規律的進一步認識】

成實像時，物近，像遠，像變大。實像都是倒立的，倒立的都是實像。

成實像時，u+v≥4f(u=2f時u+v=4f)

成虛像時，物近，像近，像變小。

u=f是成像正倒、物像同異側的分界點。

u=2f 是像放大和縮小的分界點。

當像距大於物距時成放大的像，當像距小於物距時成倒立縮小的實像。

【注意事項】

燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心要位於同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏中央。

u>f時凸透鏡要放在蠟燭和光屏之間。

燭焰在光屏上的像在偏上方時，可以向上移動光屏或蠟燭，也可以向下移動凸透鏡來調整。

若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：

① 蠟燭在焦點以內;

② 燭焰在焦點上;

③ 燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度;

④ 蠟燭到凸透鏡的距離稍大於焦距，成像在很遠的地方，光具座的光屏無法移到該位置。

在凸透鏡旁放一近視鏡(凹透鏡)，若使像清晰，需要將光屏遠離透鏡，或者將物體靠近透鏡;

在凸透鏡旁放一遠視鏡(凸透鏡)，若使像清晰，需要將光屏靠近透鏡，或者將物體遠離透鏡。