透镜及其应用 1．透镜 （1）薄透镜：透镜的厚度远小于球面的半径。 （2）基本概念 ① 主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用 CC’示； ② 光心：通常情况下位于透镜的几何中心；用“O”表示。 ③ 焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F” 表示。 ④ 焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距），焦距 用“f”表示。 （ 3 ）透镜的种类 （4）光路图 ① 过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图： ② 跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后过焦点。 跟主轴平行的光线通过凹透镜折射后其折射光线的反向延长线过焦点（所以凸透镜对光线 有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图： ③ 过焦点的光线通过凸透镜折射后与主光轴平行；指向另一侧焦点的光线通过凹透镜折射 后跟主光轴平行。如下图： （5）写出一种粗测凸透镜焦距的方法。 凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑变得最小最亮， 即焦点，用刻度尺测出焦点到透镜光心的距离，就是凸透镜的焦距。 （6）辨别凸透镜和凹透镜的 4 种方法： ① 观察透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜； ② 让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能得到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透 镜； ③ 用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜； ④ 用光屏能承接到实像的是凸透镜。 2．凸透镜成像规律及其应用 （1）探究凸透镜成像特点实验： 实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成 在光屏中央。焦距确定：平行光源照射得到最小最亮光斑为止。若在实验时，无论怎样移 动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： ① 蜡烛在焦点以内； ② 烛焰在焦点上； ③ 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度； ④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。 （2）实验结论：（凸透镜成像规律）f 分虚实，2f 大小，实倒虚正。 物的位置 u=∞（平行 光） u>2f 凸透镜 凹透镜 （不要 求） 像的位置 像的性质 应用举例 v=f 成一点 测定焦距 2f>v>f 像和物异 倒立、缩小、实像 照相机， 放大、缩小实像的分 u=2f v=2f 2f>u>f v>2f u=f v=∞ u<f v>f 物在镜前任意 处 v<u 侧 倒立、等大、实像 倒立、放大、实像 同侧 同侧 不成像 界点 幻灯机，投影仪 实、虚的分界点探照 正立、放大、虚像 灯 放大镜 正立、缩小、虚像 眼镜 对规律的进一步认识： ①u＝f 是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。 ②u＝2f 是像放大和缩小的分界点。 ③ 当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。 ④ 凸透镜成实像情景：光屏能承接到所形成的像，物和实像在凸透镜两侧。 凸透镜成虚像情景：光屏不能承接所形成的像，物和虚像在凸透镜同侧。 （3）应用 照相机 原理 投影仪 放大镜 凸透镜成像 u＞2f f＜u＜2f u＜f 倒立、放大的实像 像的性质 倒立、缩小的实像 （实像的正、倒与透明 正立、放大的虚像 胶片的方位有关） 光路图 像偏小：物体靠近相机 像偏小：物体靠近镜头 像偏小：物体稍微远离透 透镜不动 暗箱拉长 投影仪远离屏幕 镜，适当调整眼睛位置 时的调整 像偏大：物体远离相机 像偏大：物体远离镜头 像偏大：物体稍微靠近透 暗箱缩短 投影仪靠近屏幕 镜，适当调整眼睛位置 像偏小：镜头靠近物体 像偏小：相机靠近物体 （位置降低），投影仪 像偏小：透镜稍远离物体， 物体不动 暗箱拉长 远离屏幕 适当调整眼睛位置 时的调整 像偏大：相机远离物体 像偏大：镜头远离物体 像偏大：透镜稍靠近物体， 暗箱缩短 （位置提高），投影仪 适当调整眼睛位置 靠近屏幕 镜头相当于一个凸透镜 镜头相当于一个凸透 其他内容 镜。像越小，像中包 含的内容越多。 投影片要上下左右颠倒 放置。平面镜的作用： 改变光的传播方向，使 得射向天花板的光能够 在屏幕上成像 3．眼睛和眼镜 （1）成像原理: 从物体发出的光线经过晶状体等一个综合的凸透镜在视网膜上行成倒立， 缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，人就 可以看到这个物体了，眼睛的晶状体相当于凸透镜，视网膜相当于光屏（胶卷） （2）近视与远视 近视 产生近视眼的原因是晶状体太厚， 形成 折射能力太强，或者眼球在前后方 向上太长 远视 产生远视眼的原因是晶状体太薄，折光能 力太弱，或者眼球在前后方向上太短 利用凹透镜矫正 利用凸透镜矫正 矫正 近视眼看得清近处的物体，看不清远处的物体；远视眼看得清远处的物体，看 区别 不清近处的物体。近视眼是由于物体的像落在视网膜的前面而看不清，远视眼 是由于物体的像落在视网膜的后面而看不清 眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦距的倒数乘以 100（透镜焦距的倒数叫做透 眼镜度 镜焦度） 数 凸透镜（远视镜片，即老花眼镜）的度数是正数，凹透镜（近视镜片，即近视 眼镜）的度数是负数 4．显微镜和望远镜 （1）显微镜: 显微镜镜筒的两端各有一组透镜，每组透镜的作用都相当于一个凸透镜，靠 近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近被观察物体的凸透镜叫做物镜。来自被观察物体的光经过 物镜后成一个放大的实像，道理就像投影仪的镜头成像一样；目镜的作用则像一个普通的 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小物 体了。 （2）望远镜:有一种望远镜也是由两组凸透镜组成的。靠近眼睛的凸透镜叫做目镜，靠近 被观察物体的凸透镜叫做物镜。我们能不能看清一个物体，它对我们的眼睛所成“视角”的 大小十分重要。望远镜的物镜所成的像虽然比原来的物体小，但它离我们的眼睛很近，再 加上目镜的放大作用，视角就可以变得很大。