凸透镜、凹透镜成像原
理与公式
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透镜分凸透镜和凹透镜两种
一、凸透镜成像规律：
物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。
一）凸透镜成像规律顺口溜：
1. 二倍焦距以外，倒立缩小实像；
一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；
一倍焦距以内，正立放大虚像；
成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧
2. 一倍焦距分虚实
两倍焦距分大小
物近像远像变大
物远像近像变小
尽量保持在同一条直线上。
利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：
（1）、物体处于2倍焦距以外
（2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间
（3）、物体处于焦点以内
（4）、凹透镜成像光路
四）实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。
透镜成像满足透镜成像公式： 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）
二、凹透镜成像规律：
只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时，若是放大定是凸透镜生成的，缩小的一定是凹透镜生成的。无论是什么透镜生成的虚像一定是正立的，生成的实像一定是倒立的。
一）凹透镜成像规律公式1/u+1/v=1/f(u为物距，v为相距，f为焦距，与凸透镜一样）凹透镜成的像与物体、焦距的关系
二）对于薄凹透镜：
当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧；
当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；
当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时，成像于无穷远；
当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧；
当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；
当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。
如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。
三、凹透镜与凸透镜的区别
一）结构
凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成
凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成
二）对光线的作用
凸透镜主要对光线起会聚作用
凹透镜主要对光线起发散作用
三）成像性质
凸透镜是折射成像，成的像可以是正、倒；虚、实；放、缩，起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像，起散光作用
凸面镜是反射成像
凹面镜是反射成像
透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律；面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。
凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凹面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。
PS:
实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的．
虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。
光学基本规律（1）光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。（2）光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。（3）光的反射定律反射线、人射线、法线共面；反射线与入射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。（4）光的折射定律折射线、入射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；
（5）光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射．
凹透镜成像规律; 当物体为实物时，成正立、缩小的，像和物在的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； (u 凸透镜成像规律 在光学中，由实际光线会聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像；由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。” 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。 一、透镜区别 1、结构 凸透镜：边缘薄、中间厚，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凸、平凸及凹凸透镜三种。 凹透镜：边缘厚、中间薄，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。 2、对光线作用 凸透镜主要对光线起会聚作用。 凹透镜主要对光线起发散作用。 3、成像性质 凸透镜是折射成像，成的像可以是正立、倒立；虚像、实像；放大、等大、缩小。 凹透镜是折射成像，只能成正立、缩小的虚像。对光线起发散作用。 二、总结 应用：照相机、摄像机。 规律1此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 规律2应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 规律3 规律4应用：放大镜。 规律5 二焦以外倒实小，我们用作照相机； 一二焦间倒实大，我们用作投影仪； 焦点以内正大虚，我们用作放大镜； 欲想得到等实象，两倍焦距物体放； 焦点之位不成象，点光可变平行光； 成象规律记心间，透镜应用法无边。物近（远），像远（近），像变大（小）。 （4）物进像退，像越退越大，大像总在小像后，同向移动。 （5）一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物进像远大，巧记活运用。 三、成像实验 光具座 凸凹透镜成像规律光路图总结 实像可用承接物接收到，虚像承接不到，只能眼睛看到。 一、透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 焦点：平行光线（太阳光）通过透镜后会聚的点，或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距：焦点到光心的距离。 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 光心：透镜的几何中心 *三条特殊光线 1.平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会聚于焦点；通过凹透镜后，反向延长线会聚于焦点。 2.通过焦点的光线通过凸透镜后平行于主光轴；正向延长线通过焦点的光线 通过凹透镜后平行于主光轴。 3.通过光心的光线通过透镜后方向不变。 二、凸透镜成像规律 1、u>2f 2、u=2f f u2 v , = 2= >，f < v f 2< f f u2 在异侧成倒立、缩小的实像在异侧成倒立等大的实像 3、2f>u>f 4、u=f f v f u f 2,2><< 5、u 凹透镜成像规律； 当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一-倍焦距（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；（UVf） 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）时，成像于无穷远；（u=f）当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内（均指绝对值）时，成倒Jz>放大的虚像，像与物在透镜的异侧；（RUV2f） 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）时，成与物体同样大小的虚 像，像与物在透镜的异侧；（u=2f） 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。（u>2f） 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。 用途： 近视眼镜是凹透镜 凹透镜对光线起发散作用， 凹透镜 成一个正立、缩小的虚像， 像物同侧，VVU物近像近像变大，物远像远像变小。 l∕u+l∕v=l∕f （U为物距，V为像距，f为焦距，与四透镜一样 四透镜成像规律 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样-?种区分方法："实像都是倒立的，而虚像都是正立的。"平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹透镜和凸透镜也可以成实像，而它们所成的两种实像，同样是倒立的状态。 利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：（1）物体处于2倍焦距以外 （2）物体处于2倍焦距和1倍焦距之间（3）物体处于一倍焦距以内（4）凸透镜成像光路 凸凹透镜成像规律光路图总结 一、透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 焦点：平行光线（太阳光）通过透镜后会聚的点，或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距：焦点到光心的距离。 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 光心：透镜的几何中心 *三条特殊光线 1.平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会聚于焦点；通过凹透镜后，反向延长线会聚于焦点。 2.通过焦点的光线通过凸透镜后平行于主光轴；正向延长线通过焦点的光线通过凹透镜后平行于主光轴。 3.通过光心的光线通过透镜后方向不变。 二、凸透镜成像规律 1、u>2f 2、u=2f f v f f u2 2< < >，f v f u2 , 2= = 在异侧成倒立、缩小的实像在异侧成倒立等大的实像3、2f>u>f 4、u=f f v f u f2 , 2> < < f v f u f2 , 2> < < 在异侧成倒立、放大的实像 f u=不成像 5、u 凸透镜成像规律总结 1．成像规律 二．记忆口诀 一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小； 物远像近像变小；物近像远像变大。 （物和像的移动方向一样） 三．考点归纳： 1.凸透镜焦距的测量：用平行光（太阳光或远距离的手电筒）垂直照射凸透镜，在凸透镜的另一侧的光屏上承接到最小最亮的亮点，用刻度尺测量出亮点到凸透镜中心的距离，即是凸透镜的焦距。由此可知，凸透镜对光线具有会聚作用。 2.实验器材的摆放顺序：先将凸透镜、蜡烛、光屏依次放在光具座上。 3.点燃蜡烛后，调节烛焰中心、透镜中心、光屏中心，使它们在同一高度上。目的是使像成在光屏中央。 4.无论怎样移动光屏都找不到像的原因： （1）烛焰在一倍焦距以内成虚像； （2）烛焰在一倍焦距处不成像； （3）烛焰、凸透镜和光屏的中心不在同一高度。 5.成像变化情况：要使光屏上的像变大，物体靠近凸透镜，同时光屏远离凸透镜；（物近像远像变大）； 6.成实像时，物体越靠近焦点处，像越大；成虚像时，物体越靠近焦点处，像也越大。（实像都是倒立的，虚像都是正立的） 7.蜡烛燃烧后会变短，光屏上烛焰的像位置会上升。 8.实验中选择蜡烛的缺点：蜡烛燃烧会变短，光屏上像的位置会上升;烛焰会晃动，成像不稳定。改进：选发光二极管，优点：成像更稳定，容易对比大小。 9.发光二极管图案的选择：最好左右不对称，上下不对称。 10.实验后，在凸透镜前加凹透镜后，像和像距都变大，光屏需要远 离凸透镜，相当于近视眼的原理。 11.实验后，在凸透镜前加凸透镜后，像和像距都变小，光屏需要靠近凸透镜，相当于远视眼的原理。 12.实验中在光屏上得到了清晰的像，如果用遮光布遮住透镜的一半，则屏上的像是亮度稍暗的完整的像。 13.用该凸透镜做成像实验，把蜡烛放在凸透镜如图所示，移动光屏，光屏上出现清晰的像，若撤去光屏，则人眼在图示位置能观察到蜡 烛的像。 14.完成实验后，给透镜戴上远视眼镜，调节光屏的位置，使烛焰在 光屏上成一个清晰的像，取下远视眼镜，保持蜡烛和凸透镜的位置 不变，为使光屏上再次得到清晰的像，光屏应该远离透镜。 15.把蜡烛放在一倍焦点处，移动光屏，光屏上无像，但是会有大小 不变的光斑。 16.把蜡烛放在一倍焦点以内，移动光屏，光屏上无像，但是会出现 大小变化的光斑。 [凸透镜和凹透镜成像图]凸透镜、凹透镜成像规律及应用 【--个人简历表格】 逍遥回中2010年物理复习教案 第四章在光的世界里第4～8节 重点、难点： 1. 了解光的折射现象。 2. 了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距。 3. 理解凸透镜成像规律。 4. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 5. 了解眼睛是怎样矫正视力的。 知识点分析 （四）光的折射定律 1. 折射现象 定义:光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2. 折射的规律： （1）光从空气斜射入水中时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线偏向法线，折射角小于入射角。 （2）光从一种介质垂直射入另一种介质时传播方向不变。 （3）折射现象中光的传播路线是可逆的。 3. 折射使池水变浅。 4. 光的反射与折射的异同： 相同点：（1）当光传播到两种介质的交界面时，一般要同时发生反射和折射。 （2）反射光线和折射光线都与对应的入射光线，法线在同一平面上。 （3）反射光线和折射光线都与对应的入射光线分居法线两侧，而反射光线与折射光线位于法线同侧。 （4）反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。 （5）光在反射和折射时光路都是可逆的。 不同点：（1）反射光线与对应的入射光线在同一介质中，折射光线与对应的入射光线在不同的介质中。 （2）反射角始终等于对应的入射角，而折射角与对应的入射角一般不相等，其大小关系跟光从空气射入其他介质，还是从其他介质射入空气有关，只有当光垂直入射时，折射角和入射角才相等。 （五）科学探究：凸透镜成像 逍遥回中 2010年物理复习教案 1. 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凸透镜对任何光束都有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜的两次折射后通过实焦点。 2. 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜，它对光线有发散作用，所以也叫发散透镜。凹透镜对任何光束都有发散作用；平行于主光轴的光线经过凹透镜的两次折射后变成发散光线，其反向延长线相交于虚焦点。 3. 透镜中的三条特殊光线：其一是通过光心的光线传播光线不改变。其二是平行于主光轴的光线经折射后过焦点。其三是过焦点的光线经折射后与主光轴平行。 4. 作光路图注意事项：（1）要借助工具作图；（2）是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；（3）光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；（4）作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角 凸透镜成像规律图解 2009年08月03日星期一 20:15 凸透镜成像规律 物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧 成正立放大的虚像。物距越大，像距越小，虚像越小。 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏呈接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。 平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。 那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大 脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。 当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚 像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实 凸透镜的成像规律 一．凸透镜所成的像与物体所处位置的变化规律 （1）物体在无穷远处时，像成在焦点上。（无穷远处的物体射向凸透镜的光线可以近似地认为是平行光，平行于主光轴的光线经凸透 镜折射后过焦点，这个点我们可以认为就是无穷 远处的物体通过凸透镜所成像的位置。）（如图1 所示） 实例应用：太阳离我们很远，我们利用太阳 光可以近似地看成平行光来确定凸透镜焦距时， 将凸透镜正对太阳光，在凸透镜的另一侧所看到 的亮点就可以认为是太阳通过凸透镜所成的像。这也是确定凸透镜的焦距比较简便的一种方法。 （2）物体在由无穷远处向二倍焦距处 靠近的过程中，通过凸透镜所成的像由焦点 处向二倍焦距处移动，像是倒立、缩小的实 像，像逐渐变大，但像始终小于物体。（如 图2所示） 实例应用：照相机。当用照相机拍摄远 景时，胶片前移靠近焦点；拍摄近景时，胶片后 移远离焦点。 （3）当物体移动到二倍焦距上时，像也正好 移动到凸透镜另一侧的二倍焦距上，此时像是倒 立、与物体大小相等的实像，此时像和物体的距 离最近。（如图3所示） （4）物体在由二倍焦距处向焦点处移动的 过程中，像由凸透镜另一侧的二倍焦距处向远处 移动，像是倒立、放大的实像。随着物体的移动， 像逐渐远离凸透镜，像同时逐渐变大。（如图4 所示） 实际应用：幻灯机（或投影仪、电影放映机） 将胶片倒插在卡座上，在银幕上可以得到放 大的正立的实像。 （5）当物体移动到焦点上时，像就移动到了无 穷远处。（两条经过凸透镜折射后的光线正、反向都 不相交，故既不成实像，也不成虚像，我们可以认 为此时的像在无穷远处）。 实际应用：将点光源放在焦点上，在凸透镜的 另一侧可以得到一束平行光，某些探照灯就是利用 这个原理制成的。 （6）当物体由焦点处向透镜靠近时，从物体上发出的光线通过凸透镜的折射后变得发散，而在物体的同侧，折射光线的反向延长线可以会聚，形成正立、放大的虚像，在物体移动过程中，物距变小，像距变小，像也随之变小，但此虚像始终大于物体。 1、物距(u)大于2倍焦距时 规律：物距(u)大于2倍焦距时，像距(v)大于1倍焦距小于2倍焦距，成倒立缩小的实像。 应用：照相机、眼睛、摄像机都是根据这个原理工作的。 2、物距(u)等于2倍焦距时 规律：物距(u)等于2倍焦距时，像距(v)等于2倍焦距，成倒立等大的实像。 应用：利用凸透镜成倒立等大的实像，测焦距f=u／2=v／2 3、物距(u)大于1倍焦距小于2倍焦距时 规律：像距（v）大于2倍焦距，成倒立放大的实像 应用：幻灯机、投影仪、电影放映机都是根据这个原理工作的。 5、物距小于1倍焦距时 规律：物距小于1倍焦距时，成正立放大的实虚像。 应用：放大镜，利用放大镜看物体，若想使看到的像更大些，物体靠近焦点位置。 凸透镜成像规律 1.物在：二倍焦距以外，成倒立缩小实像；二倍焦距处，成倒立等大实像 ;一 倍焦距到二倍焦距，成倒立放大实像； 一倍焦距处，不成像;一倍焦距以内，成正立放大虚像； 成实像时物和像在凸透镜异侧，成虚像时物和像在凸透镜同侧 蜡烛，凸透镜，光屏应尽量保持在等高且在同一条直线上。 透镜成像满足透镜成像公式：(只作了解) 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）（异侧时要带上正负号） 物体靠近凸透镜过程中［2F外→F)，像距越来越远，像越来越大，最后靠到一倍焦距以内成虚像。 物体远离凸透镜过程中（O→2F外］，像距越来越小，像越来越大。 凹透镜成像规律 当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧； 当物体为虚物，很复杂，故在此不介绍。 凹透镜与凸透镜的区别 一.对光线的作用 凸透镜主要对光线起会聚作用 凹透镜主要对光线起发散作用 三.成像性质 凸透镜是折射成像，成的像可以是正、倒；虚、实；放、缩，起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像，起散光作用 凸透镜是折射成像 面镜是反射成像 透镜成像光路图 1.如图所示，画出通过透镜的折射光线． 2.在图中，画出入射光线。 3.凸透镜对光线具有会聚作用，请完成下面平行光线经凸透镜折射后的光路. 4.完成甲乙两图中的光路图. . F F O F F O F F F F F F 甲 乙 F F F F 甲 乙 o F F o F F 6.如图所示，画出光线ab和Oc通过透镜前后的完整光路. 7.请在图的方框内画出合适的透镜。 8.请画出图中入射光线经过凹透镜后的折射光线 9.如图所示，一束光射向凸透镜经折射后射到一个平面镜上。请在图中画出射向凸透镜这束 入射光和经平面镜反射的光路，并标出反射角的度数. 10.如图所示，一个凸透镜的主光轴与平静水面重合，F为凸透镜的焦点．请画出图中光线 F F F F Ｆ Ｆ 30° 60 ° Ｆ Ｆ 30 °O F O F 11.根据图中的入射光线画出相应的折射光线． 12.如图所示，SA、SB是光源S发出的两条光线．其中SA平行于主光轴，SB过左焦点，请 画出这两条光线通过凸透镜后出射光线（注意标出箭头方向）. 13.如图所示，画出光线通过透镜后的光路图. 14.请在图中画出两条入射光线经过凸透镜后的折射光线. 15.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，D为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为A'B’，试 用作图的方法确定凸透镜的一个焦点F，并在图中标出F的位置. 16.完成如图所示的光路. 17.在图中画出入射光线经过凸透镜后的折射光线. 18.如图，竖直放置的凸透镜，F为它的焦点，a为沿水平方向射向凸透镜的光线，b为通过 焦点的光线。请你画出凸透镜的主光轴及a、b经凸透镜的折射光线. 19.完成如图所示透镜的光路图. 20.入射光线和出射光线如图所示，可知方框内的光学元件对光有_______作用，请将该元件 画在方框内． 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹透镜和凸透镜也可以成实像，而它们所成的两种实像，同样是倒立的状态。 那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与经验与规律发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 当物体与透镜的距离大于1倍焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于1倍焦距时，物体成正立的虚像。 当物距无限远时，所成的像无限接近1倍焦距，但始终比1倍焦距远 编辑本段镜像区别 结构不同 凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成，凸透镜边缘薄中间厚。 凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成，凹透镜边缘厚中间薄。. 对光线的作用不同 凸透镜主要对光线起会聚作用 凹透镜主要对光线起发散作用 成像性质不同 凸透镜、凹透镜成像原 理与公式 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 透镜分凸透镜和凹透镜两种 一、凸透镜成像规律： 物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。 一）凸透镜成像规律顺口溜： 1. 二倍焦距以外，倒立缩小实像； 一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像； 一倍焦距以内，正立放大虚像； 成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧 2. 一倍焦距分虚实 两倍焦距分大小 物近像远像变大 物远像近像变小 尽量保持在同一条直线上。 利用透镜的特殊光线作透镜成像光路： （1）、物体处于2倍焦距以外 （2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间 （3）、物体处于焦点以内 （4）、凹透镜成像光路 四）实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。 透镜成像满足透镜成像公式： 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距） 二、凹透镜成像规律： 只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时，若是放大定是凸透镜生成的，缩小的一定是凹透镜生成的。无论是什么透镜生成的虚像一定是正立的，生成的实像一定是倒立的。 一）凹透镜成像规律公式1/u+1/v=1/f(u为物距，v为相距，f为焦距，与凸透镜一样）凹透镜成的像与物体、焦距的关系 二）对于薄凹透镜： 当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时，成像于无穷远； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。 三、凹透镜与凸透镜的区别 一）结构 凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成 凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成 二）对光线的作用 凸透镜主要对光线起会聚作用 凹透镜主要对光线起发散作用 三）成像性质 凸透镜是折射成像，成的像可以是正、倒；虚、实；放、缩，起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像，起散光作用 凸面镜是反射成像 凹面镜是反射成像 透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律；面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。 凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凹面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。 PS: 实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的． 虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。 光学基本规律（1）光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。（2）光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。（3）光的反射定律反射线、人射线、法线共面；反射线与入射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。（4）光的折射定律折射线、入射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧； （5）光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射． 凹透镜成像规律 凹透镜散光作用 对于薄凹透镜： 当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）时，成像于无穷远； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内（均指绝对值）时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。 用途: 近视眼镜是凹透镜 凹透镜对光线起发散作用, 成一个正立、缩小的虚像, 像物同侧，v 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）时，成像于无穷远； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内（均指绝对值）时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。 第四章在光的世界里第4～8节 重点、难点： 1. 了解光的折射现象。 2. 了解什么是凸透镜，什么是凹透镜，了解透镜的焦点、焦距。 3. 理解凸透镜成像规律。 4. 了解眼睛的构造，知道眼睛是怎样看见物体的。 5. 了解眼睛是怎样矫正视力的。 知识点分析 （四）光的折射定律 1. 折射现象 定义:光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生偏折，这种现象叫做光的折射。 2. 折射的规律： （1）光从空气斜射入水中时，折射光线、入射光线、法线在同一平面内，折射光线偏向法线，折射角小于入射角。 （2）光从一种介质垂直射入另一种介质时传播方向不变。 （3）折射现象中光的传播路线是可逆的。 3. 折射使池水变浅。 4. 光的反射与折射的异同： 相同点：（1）当光传播到两种介质的交界面时，一般要同时发生反射和折射。 （2）反射光线和折射光线都与对应的入射光线，法线在同一平面上。 （3）反射光线和折射光线都与对应的入射光线分居法线两侧，而反射光线与折射光线位于法线同侧。 （4）反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大。 （5）光在反射和折射时光路都是可逆的。 不同点：（1）反射光线与对应的入射光线在同一介质中，折射光线与对应的入射光线在不同的介质中。 （2）反射角始终等于对应的入射角，而折射角与对应的入射角一般不相等，其大小关系跟光从空气射入其他介质，还是从其他介质射入空气有关，只有当光垂直入射时，折射角和入射角才相等。 （五）科学探究：凸透镜成像 1. 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，它对光线有会聚作用，所以也叫会聚透镜。凸透镜对任何光束都有会聚作用；平行于主光轴的光线经过凸透镜的两次折射后通过实焦点。 2. 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜，它对光线有发散作用，所以也叫发散透镜。凹透镜对任何光束都有发散作用；平行于主光轴的光线经过凹透镜的两次折射后变成发散光线，其反向延长线相交于虚焦点。 3. 透镜中的三条特殊光线：其一是通过光心的光线传播光线不改变。其二是平行于主光轴的光线经折射后过焦点。其三是过焦点的光线经折射后与主光轴平行。 4. 作光路图注意事项： （1）要借助工具作图；（2）是实际光线画实线，不是实际光线画虚线；（3）光线要带箭头，光线与光线之间要连接好，不要断开；（4）作光的反射或折射光路图时，应先在入射点作出法线(虚线)，然后根据反射角与入射角或折射角与入射角的关系作出光线；（5）光发生折射时，处于空气中的那个角较大；（6）平行主光轴的光线经凹透镜发散后的光线的反向延长线一定相交在虚焦点上；（7）平面镜成像时，反射光线的反向延长线一定经过镜后的像；（8）画透镜时，一定要在透镜内画上斜线作阴影表示实心。 5. 凸透镜成像： （1）物体在二倍焦距以外(u>2f)，成倒立、缩小的实像(像距：f 1 凸凹透镜成像规律光路图总结 一、透镜 凸透镜：中间厚边缘薄的透镜； 凹透镜：中间薄边缘厚的透镜。 焦点：平行光线（太阳光）通过透镜后会聚的点，或通过透镜后发散光线的反向延长线的会聚点。（焦点一般有两个，并且一般关于透镜对称） 焦距：焦点到光心的距离。 凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用 光心：透镜的几何中心 *三条特殊光线 1.平行于主光轴的光线，通过凸透镜后会聚于焦点；通过凹透镜后，反向延长线会聚于焦点。 2.通过焦点的光线通过凸透镜后平行于主光轴；正向延长线通过焦点的光线通过凹透镜后平行于主光轴。 3.通过光心的光线通过透镜后方向不变。 二、凸透镜成像规律 1、u>2f 2、u=2f f v f f u2 2< < >，f v f u2 , 2= = 在异侧成倒立、缩小的实像在异侧成倒立等大的实像3、2f>u>f 4、u=f f v f u f2 , 2> < < f v f u f2 , 2> < < 在异侧成倒立、放大的实像 f u=不成像 2 5、u 凹透镜成像规律 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998 凹透镜成像规律; 当物体为实物时，成正立、缩小的，像和物在的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； (u 凹透镜成像规律 Prepared on 24 November 2020 凹透镜成像规律; 当物体为实物时，成正立、缩小的，像和物在的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； (u 【知识点】4,3 凸透镜成像规律及其应用 1.实验：使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，同一直线上。（即等高、共线） 目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 2.若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像， ①蜡烛在焦点以内； ②烛焰在焦点上 ③烛焰、凸透镜、光屏的中心不等高、共线； 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。 3.实验结论（凸透镜成像规律）： 物距(u) 像距(v) 倒立/正 立 放大/缩小 虚像/实像 同侧/ 异侧 应用 u>2f f 凸透镜成像规律 应用：照相机、摄像机。 规律1时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。 规律2应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。 规律3规律4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。 规律4 规律5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。 应用：放大镜。 规律5 3、记忆口诀 （1）一倍焦点分虚实，二倍焦点分大小，二倍焦点物像等。 实像总是异侧倒。物近像远像变大，物远像近像变小。 虚像总是同侧正。物远像远像变大，物近像近像变小。 像的大小像距定，像儿追着物体跑，物距像距和在变。 （2）一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。物近像远像变大，物远像近像变小。 注：这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚到主光轴的那一点到透镜光心的距离,也可直接称为焦距；两倍焦距就是指该距离的两倍 凸透镜成像的两个分界点： 2f点是成放大、缩小实像的分界点；f点是成实像、虚像的分界点。 薄透镜成像满足透镜成像公式： 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距） 注：透镜成像公式是针对薄透镜而言，所谓薄透镜是指透镜厚度在计算物距、像距等时，可以忽略不计的透镜。当透镜很厚时，必须考虑透镜厚度对成像的影响。 （3）凸透镜、把光聚，成象规律真有趣； 两倍焦距分大小，一倍焦距分虚实； 二焦以外倒实小，我们用作照相机； 一二焦间倒实大，我们用作投影仪； 焦点以内正大虚，我们用作放大镜； 欲想得到等实象，两倍焦距物体放； 焦点之位不成象，点光可变平行光； 成象规律记心间，透镜应用法无边。物近（远），像远（近），像变大（小）。（4）物进像退，像越退越大，大像总在小像后，同向移动。 （5）一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物进像远大，巧记活运用。 三、成像实验 光具座 为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验 （1）实验时应先调整凸透镜和光屏的高度，使他们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上，以保证烛焰的像能成在光屏的中央。 （2）实验过程中，保持凸透镜位置不变，改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离，观察并记录实验现象。 根据实验作透镜成像光路： ①将蜡烛置于2倍焦距以外，观察现象 ②将蜡烛置于2倍焦距和1倍焦距之间，观察现象 ③将蜡烛置于一倍焦距以内，观察现象 ④作凸透镜成像光路 ⑤进行重复试验（3-5次，寻找实验的普遍规律） 实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；（除物距等于焦距时，在此时不成像）在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。 四、测量焦距 1、器材 光具座，光屏，刻度尺，凸透镜 2、步骤 ①将凸透镜正对太阳 ②让光屏与凸透镜在另一侧承接光斑透镜成像规律分析
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