凸透镜成像规律及其应用

凸透镜成像规律一、知识要点1、透镜成像规律：透镜种类物的位置(物距u)像的位置（相距v)像的性质应用凸透镜u→∞v f→与物异侧焦点附近，实像望远镜的物镜2u f>2f v f>>与物异侧倒立、缩小、实像照相机2u f=2v f=与物异侧倒立、等大、实像精确测焦距2f u f<<2v f>与物异侧倒立、放大、实像幻灯机u f=不能成像得到平行光u f<与物同侧正立、放大、虚像放大镜2、凸透镜成像的规律口诀：（1）一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；（2）物近像远像变大（实像）,物近像近像变小(虚像);3、凸透镜成像实验：（1）器材：光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴；（2）调节：烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度（目的：使像完整地成在光屏中央）；（3）移动光屏，在光屏上都找不到像的可能原因:①蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度②蜡烛放在了一倍焦距内③光具座不够长（4）凸透镜破了一块(或遮住一部分)的后果；不影响像的完整性，像会变暗；（5）使光屏上的像变大或变小的方法:物近像远像变大.4、照相机、投影仪、放大镜的成像特点:（1）照相机：利用凸透镜成缩小的实像的原理工作,被照景物离照相机的距离应大于照相机镜头的二倍焦距；像成在胶片上，胶片离镜头的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间.要想使胶片上的人像大些，人离照相机的距离要近些,同时胶片离镜头的距离要调大些。

（2)投影仪:利用凸透镜成放大的实像的原理工作。

投影片（或幻灯片)上的图像是物，投影片（或幻灯片）离镜头的距离应在一倍焦距和二倍焦距之间；像成在屏幕上，屏幕离投影仪(或幻灯机）的距离应大于二倍焦距。

（3）放大镜：利用凸透镜成正立、放大的虚像的原理工作。

被观察的物体离放大镜的距离必须小于焦距，才能看到物体正立、放大的虚像.（4）望远镜、显微镜也利用了凸透镜成像的原理.5、眼睛人的眼睛是一个高精度的光学器官,相当于一个可以自动调焦的照相机，其中角膜和晶状体相当于凸透镜,视网膜相当于光屏。

知识点一、凸透镜成像规律12它们都是利用凸透镜成像规律制成的。

弄清这些仪器的原理，头脑中有使用这些仪器时的情景，就不难记住凸透镜成像的规律了。

要点诠释：1、测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。

（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm，我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不方便）2、操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。

3、当物距小于像距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到一个清晰的像，此时应去掉光屏，让眼睛在光屏另一侧透过凸透镜观察火焰的像的情况。

4、总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。

”（1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。

（2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的。

（3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。

（4）“成虚像时，物近像近，像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。

知识点二、凸透镜成像光路图1、成倒立缩小实像时，物距2>>如下图所示：>，像距2f v fu f2、成倒立放大实像时，物距2f u f>如下图所示：v f>>，像距23、成正立放大实像时，物距u f 如下图所示：要点诠释：1、凸透镜成像规律口决记忆法（一）： 物远实像小而近，物近实像大而远， 如果物放焦点内，正立放大虚像现；幻灯放像像好大，物处一焦二焦间， 相机缩你小不点，物处二倍焦距外。

2、凸透镜成像规律口决记忆法（二）：凸透镜，本领大，照相、幻灯和放大； 二倍焦外倒实小，二倍焦内倒实大；若是物放焦点内，像物同侧虚像大； 一条规律记在心，物近像远像变大。

专题35 凸透镜成像规律与应用凸透镜成像规律及应用是初中物理中重难点之一，也是各省市中考必考考点之一。

凸透镜考查较为难些，有时还以多选的形式出现，综合考查整章内容，具有较高的选拔功能。

一、凸透镜成像规律：1、凸透镜静态成像规律物距(u)u>2f u=2f f<u<2f u=f u<f像距(v)f<v<2f v=2f v>2f不成像v>u正倒倒立倒立倒立正立大小缩小等大放大放大虚实实像实像实像虚像应用照相机、摄像机测焦距幻灯机、电影机、投影仪强光聚焦手电筒、平行光线放大镜特点二倍焦距分大小一倍焦距分虚实物像位置关系物像异侧物像异侧物像异侧物像同侧成像作图也可以结合下图记忆：例题1 （2021上海）凸透镜成像，焦距是 10 厘米，蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米，能成像的性质是（）A．放大实像B．放大虚像C．等大实像D．缩小实像【答案】D。

【解析】凸透镜焦距是 10 厘米，蜡烛和凸透镜之间的距离是 35 厘米，物距大于二倍焦距，考点透视迷津点拨与点对点讲练根据凸透镜成像规律可知，此时成倒立、缩小的实像，选D。

【点拨】已知物距、像距或成像性质中的任意一项，都可以判断其他两项。

另外，已知物距和像距的关系（常常以图的形式已知），也可以判断像的性质，u>v，成倒立、缩小的实像；当u<v，成倒立、放大的实像；当u=v,成倒立、等大的实像。

对点练：（2021江苏苏州高新区实验初级中学三模）小明将蜡烛、凸透镜和光屏调到如图所示位置时，在光屏上得到了一个清晰的像，这个像一定是______（选填“放大”、“缩小”或“等大”）的。

若将凸透镜向右移动______cm，屏上即可再次成清晰的像。

【答案】放大 15。

【解析】当如图位置时，物距u=25cm，像距v=40cm，u<v，光屏上恰能成清晰的倒立、放大的实像；若将凸透镜向右移动15cm，此时物距u=40cm，像距为25cm，根据折射时光路是可逆的可知，此时屏上可再次成清晰倒立、缩小的实像。

凸透镜的成像原理和应用1. 引言凸透镜是一种常见的光学器件，具有广泛的应用范围。

凸透镜的成像原理和应用是光学学科中的重要内容。

本文将介绍凸透镜的成像原理以及凸透镜在现实生活中的应用。

2. 凸透镜的成像原理凸透镜的成像原理可以通过以下几个关键概念来解释：2.1 焦距凸透镜有一个焦点，称为焦距。

焦距可以分为正焦距和负焦距两种情况。

正焦距意味着凸透镜将光线聚焦到焦点上，而负焦距则表示凸透镜将光线发散。

2.2 物距和像距物体离凸透镜的距离称为物距，而像距则是像离凸透镜的距离。

根据物距和像距的关系，可以确定凸透镜的放大倍数。

2.3 成像规律凸透镜成像有两个基本规律：•光线从无穷远处射入凸透镜，经过折射后聚焦于焦点上。

•光线从焦点射入凸透镜，则经过折射后平行于光轴射出。

这两个规律可以帮助我们理解凸透镜的成像过程。

3. 凸透镜的应用凸透镜作为一种常见的光学器件，在现实生活中有许多重要的应用。

3.1 光学仪器在光学仪器中，凸透镜经常被用于调节光的聚焦和发散，从而实现图像的清晰成像。

例如在显微镜、望远镜和摄影镜头中，凸透镜的使用非常普遍。

通过调节凸透镜的物距和像距，可以实现对光线的精确控制。

3.2 眼镜凸透镜也是眼镜的重要组成部分。

通过凸透镜的调节，可以纠正人眼的视觉缺陷，改善视力。

近视眼和远视眼都可以通过凸透镜来纠正，使得人们能够正常看清物体。

3.3 太阳能热能利用凸透镜还被广泛应用于太阳能热能利用领域。

通过将太阳光线聚焦到一个小点上，可以提高光能的密度，从而实现高效的热能收集。

这种技术被应用于太阳能发电和太阳能热水器等领域。

3.4 医疗器械在医疗器械中，凸透镜也扮演着重要角色。

例如在显微镜、放大镜、视力测试仪等设备中都使用了凸透镜。

利用凸透镜的成像原理，可以实现对细小结构和细微变化的观察和检测。

3.5 光学通信凸透镜在光学通信中也起到了非常重要的作用。

通过凸透镜对光信号进行调制和聚焦，可以实现高速、长距离的光纤传输。

凸透镜的成像规律凸透镜在生活中有着广泛的应用，是常见光学器材的重要组成部分。

凸透镜的成像规律是初中物理光学部分的重点和难点，也是中考考查的热点之一。

彻底了解凸透镜所成像的变化规律及物距和像距的对应关系是解决凸透镜成像问题的关键。

下面对成像规律作一总结：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。

八年级物理竞赛专题七凸透镜成像及应用【知识要点】1 .凸透镜成像规律 凸透镜的成像规律如下表所示:物距u 和焦 距f 的关系像的性质 像的位置像距v 大小 变化规律 应用举例 u > 2 f f V v v 2 f u 增大，v ___ ， 像变 ____ u = 2 f v = 2 f f V u v 2 f v > 2 fu = f不成像 u v fv > u u 增大，v ___ ， 像 _____凸透镜成像公式：一+ - == u v f2.眼睛、眼镜和照相机眼睛与照相机的比较如下:眼睛 照相机 结构角膜和晶状体（相当于一个凸透镜） 镜头（相当于一个凸透镜） 瞳孔 光圈 视网膜（有感光细胞） 底片（有感光材料） 成像缩小、倒立、实像 缩小、倒立、实像 调节作用 像距不变，当物距减小（或增大）时，增大（或减小）晶 状体的曲率以减小（或增大）焦距，使物体在视网膜成清 晰的像焦距不变，当物距增大（或减小） 时，减小（或增大）镜头到底片的 距离，使物体在底片上成清晰的像近视眼利用凹透镜来矫正，远视眼利用凸透镜来矫正。

透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，眼镜的度数就是镜片的透镜焦度乘100的值。

【典例分析】 土例1、一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示，其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜， 灯丝（可看作一个点光源）发出的光通过它出射时，出射光束（图中实线所示）比无此 亍 透镜时的光束（图中虚线所示）要窄，即它可减小光束的发散，有聚光功能。

在这种小电珠中，灯丝应位于（ ）A. 凸透镜的焦点以内。

B .凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。

C .凸透镜的焦点处。

D .凸透镜的两倍焦距处。

例2.在儿童乐园，摄影师给卡通人照相，在对焦时，发现毛玻璃上卡通人像的位置如图1甲所示。

为了使毛玻璃上卡通人像的位置如图1乙所示，摄影师应当将镜头适当地A. 向下并且向左移 B .向下并且向右移C .向上并且向左移D .向上并且向右移例3.如图2所示，有一个圆柱体PQ ，放在凸透镜前图示位置，它所成像的形状应该如图3中的（ ）在光屏上得到一个清晰的像。

凸透镜成像规律当2u f >时，成倒立、缩小的实像 [应用：照相机] 2f v f <<（物距>像距）当2u f =时，成倒立、等大的实像 [应用：精确测焦仪] 2v f =（物距=像距）规律规律规律4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。

规律规律记忆口诀（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。

规律记忆一、1.u>2f，倒立缩小的实像f<v<2f 照相机简记为：外中倒小实（或物远像近像变小）2.u=2f, 倒立等大的实像v=2f 可用来测量凸透镜焦距简记为：两两倒等实（或物等像等像不变）3.2f>u>f 倒立放大的实像v>2f 放映机，幻灯机，投影机简记为：中外倒大实（或物近像远像变大）4.u=f 不成像平行光源探照灯简记为：点上不成像（或物等焦距不成像）5.u<f正立放大的虚像无虚像在物体同侧放大镜简记为：点内正大虚（或物小焦距像大虚）注：u大于2f简称为远——离凸透镜远一些；u小于2f且大于f简称为近——离凸透镜近一些神奇的眼睛眼睛的构造一、眼睛的近视原理类似照相机的凸透镜成像角膜、晶状体的共同作用：相当于一个凸透镜。

凸透镜成像规律及其应用
凸透镜成像规律是光在凸透镜内传播与成像的定律。

它指出，在凸透镜内，光线从任何一
个给定的点出发的，其偏折方向在任何一个给定的点，都和以该点为中心的“聚光点”所形
成的法线方向相切。

凸透镜成像的参数有三个，即凸透镜的半径光路程`L` ,凸透镜中心点`F` 的位置以及聚焦距离`d`。

在使用凸透镜照射物体之前，我们必须根据根据凸透镜参数`L` , `F` 以及`d`来确定
物镜结构，以及物体离凸透镜的距离。

凸透镜成像规律在工业上得到较多的应用，包括光学仪器、望远镜、显微镜等设备光学情
况时可以使用凸透镜，可以增强成像清晰度、增加焦距、改变光束大小等。

同时，凸透镜
也可以用来聚焦传感器的光束，如用于摄影术的胶片上，会获得更清晰、更具特征的图像。

凸透镜成像规律已经发展成为一个有效的工具，它可以用来看穿细微的结构，以便诊断和
设计机械装置。

另外，它也可用于检测和定位星体和星系。

例如，一种叫做“凹面透镜”的
凸透镜可以用来观测远离地球的行星、星云以及对恒星的观测研究。

总之，凸透镜成像规律是光学中重要的定律之一，其应用可以看穿细微的结构，用于观测
和定位远离地球的行星、星云，以及分析恒星的光学情况，也可以用于传感器聚焦等。

人教版八年级物理上册第5章《透镜及其应用》第3节凸透镜成像的规律讲义（知识点总结+例题讲解）一、凸透镜成像的规律：1.当物体在1倍焦距内时（0＜u＜f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①正立、放大、虚像；②物像同侧；③像距＞物距：v＞u；④物体远离凸透镜（靠近焦点），像变大；（4）应用：放大镜2.当物体在焦距处时（u＝f）：不成像（折射光线平行）；3.当物体在1～2倍焦距间时（f＜u＜2f）：（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、放大、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＞物距：v＞2f；（像在2倍焦距之外）④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）⑤物体靠近凸透镜（靠近焦距处），像变大；物体远离凸透镜（靠近2倍焦距处），像变小；⑥像的移动速度大于物体的移动速度：物体移动一小段距离，像移动一大段距离；（4）应用：投影仪4.当物体在2倍焦距处时（u＝2f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、等大、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＝物距：v＝2f；（像也在2倍焦距处）5.当物体在2倍焦距之外时（u＞2f）：（1）光路图：如下图；（2）成像原理：光的折射；（3）成像特点：①倒立、缩小、实像；②物像异侧：像与物分别在凸透镜的两侧；③像距＜物距：f＜v＜2f；（像在1～2倍焦距间）④像与物体的移动方向一致；（物体向右移动，像也向右移动）⑤物体靠近凸透镜（靠近2倍焦距处），像变大；物体远离凸透镜，像变小；⑥像的移动速度小于物体的移动速度：物体移动一大段距离，像移动一小段距离；（4）应用：照相机。

【例题1】已知凸透镜的焦距为15cm，下列说法正确的是（ ）A．当物体距凸透镜10cm时，成正立、放大的实像B．当物体距凸透镜20cm时，成倒立、放大的实像C．当物体距凸透镜35cm时，成倒立、放大的实像D．当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变大【答案】B【解析】解：A、当u＝10cm时，u＜f＝15cm，成正立、放大的虚像，故A错误；B、当u＝20cm时，2f＞u＞f，成倒立、放大的实像，故B正确；C、当u＝35cm时，u＞2f，成倒立、缩小的实像，2f＞v＞f，故C错误；D、当物体从距凸透镜20cm处远离凸透镜时，物距增大，在凸透镜另一侧所成的像逐渐变小。

凸透镜成像规律的应用案例1.照相机照相机是凸透镜成像规律的一个常见应用案例。

照相机通过凸透镜将被摄物体的光线汇聚到胶片或传感器上，形成清晰的图像。

根据凸透镜成像规律，物体与成像的关系可以用以下公式表示：$$\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}$$其中，$f$ 表示凸透镜的焦距，$d_o$ 表示物体距离凸透镜的距离，$d_i$ 表示图像距离凸透镜的距离。

通过调整焦距和物体距离，可以实现不同距离的物体在胶片上成像的清晰度。

2.显微镜显微镜是另一个典型的凸透镜成像规律的应用案例。

显微镜利用凸透镜将微小物体放大，使人们能够观察到细微的结构和细节。

通过调整凸透镜的焦距和物体的放置位置，可以获得清晰的放大图像。

3.望远镜望远镜也是凸透镜成像规律的典型应用之一。

望远镜通过两个凸透镜的组合来放大远处物体的图像。

其中，目镜凸透镜用于放大物体的图像，物镜凸透镜用于成像。

通过调整两个凸透镜的焦距和距离，可以观察到更远处的物体。

4.投影仪投影仪也是利用凸透镜成像规律的应用案例之一。

投影仪通过凸透镜将影像放大并投射到屏幕上，实现图像放大和投影。

通过调整凸透镜的焦距和物体的位置，可以获得清晰的投影图像。

5.眼镜眼镜是凸透镜成像规律的日常生活中的应用案例之一。

眼镜的近视和远视原理正是利用凸透镜的成像规律来调整人眼对物体的成像位置，从而纠正视力问题。

综上所述，凸透镜成像规律在照相机、显微镜、望远镜、投影仪和眼镜等多个领域有着重要的应用。

通过调整凸透镜的焦距和物体的位置，可以实现不同倍率的放大或纠正视力问题，为人们的观察和生活带来了很大便利。