眼和视觉

眼和视觉

1．透镜

（1）定义：有两个折射表面的透明光学元件叫做透镜。常用的透镜，两个折射面都是球面

（或者一个是球面，一个是平面）。

（2）分类：①凸透镜：、的透镜叫凸透镜，如老花镜。有会聚光线的作用。②凹透镜：、的透镜叫凹透镜，如近视镜。有发散光线的作用。（3）关于透镜的几个名词：①主光轴：通过两个球面球心的

线，叫做透镜的主光轴。②光心：光线通过透镜上某一点时，光线传播方向不变，这一点叫光心（用O表示）。③焦点与焦距：

跟主光轴平行的光线，通过凸透镜后会，这个点叫做凸透镜的焦点（用F表示）。

的距离，叫做焦距（用f表示）。凸透镜两侧各有一个焦点，两个焦距相等。跟主光轴平行的光线经过凹透镜后变得

发散，这些发散光线的相交于主光轴上的一点叫凹透镜的焦点，是虚焦点。凹透镜两侧各有一

个焦点，两个焦距相等。

（4）三条特殊光线：

①过光心的光线经透镜后传播方向。

②平行于主光轴的光线，经凸透镜后；经凹透镜后，但其反向延长线（所

以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）。

③经过凸透镜焦点的光线，经凸透镜后；射向异侧焦点的光线经凹透镜后（如

下表所示）

2．探究凸透镜成像规律

（1）用实验法探究凸透镜成像规律：

①粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太

阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直

到白纸上光斑、为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光

斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

②实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、光具座（或刻度尺）、火柴。

注意：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致，目的是：使烛焰的像成在光屏中

央。

③实验方案：把点燃的蜡烛从距凸透镜较远的位置逐渐移近，通过不断调整光屏到凸透镜的距离，观察并记录在屏

上能否成像以及所成像的特点，包括观察所成像随蜡烛位置变化而变化的趋势，尤其是在f和2f处所成像的情况，

从而总结得出凸透镜成像的规律。或者将蜡烛从靠近凸透镜的位置逐渐远离，其他步骤相同。④实验结论：

对凸透镜成像规律的进一步认识：

I．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。

II．u＝2f是的分界点。

III．当像距大于物距时成像（填“虚”或“实”），当像距小于物距时成像。

IV．成实像时：成虚像时：

口诀：一焦分虚实、二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；物远实像小，虚像大。

注意：若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：

I．蜡烛在焦点以内；

II．烛焰在焦点上；

III．烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；

IV．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

注意：凹透镜始终成、的像。（2）用作图法探究凸透镜成像规律：

①②

__________________________________________________________________

③④

_____________________________________________________________________

⑤

______________________________________

3、眼球与折光系统：眼球由眼球壁（包括角膜、巩膜、视网膜等）及其内容物（包括晶状体和玻璃体等）组成。

眼的折光系统由角膜、房水、晶状体（相当于凸透镜）、玻璃体组成。物体射出的光线经折光系统的折射，在视网膜上形成物像（倒立缩小的实像），经视神经传入大脑，形成视觉。4、虹膜的作用：调节瞳孔的大小，可以控制进入眼球内的光线的强弱。

5、近视和远视的原因及矫正（图见P33－34）

(1)近视：视网膜距晶状体过远，或晶状体曲度过大，远处物体的光线经折光系统折射后成像于视网膜前，需佩戴

凹透镜矫正。(2)远视：远处物体的光线经折光系统折射后成像于视网膜后，需佩戴凸透镜矫正.

近视及矫正（凹透镜）远视及矫正（凸透镜）(3)色盲：人类不能辨别颜色的现象，它是由先天遗传决定的。

根据不能辨别的颜色种类，色盲可以分为红色盲、红绿色盲、黄蓝色盲和全色盲。

（3）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。

（4）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。原因矫正

近视成像在视网膜前佩戴凹透镜

远视成像在视网膜后佩戴凸透镜【例1】小明同学用一个焦距未知的凸透镜、蜡烛和光屏探究凸透镜的成像规律，如图所示是其实验的部分过程。

（1）由图可知，凸透镜的焦距是______cm．

（2）将凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上，点燃蜡烛后，调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在上，如乙图所示，要使光屏上的像清淅，光屏应向（填“左”或“右”）移动。（填光学

仪器名称）就是利用这个原理制成的。

【例2】让凸透镜正对着太阳光，可在距凸透镜15cm处得到一个最小、最亮的光斑，若将某物体放在此凸透镜前20cm处，则可得到一个（）

A．倒立、放大的实像B.倒立、缩小的实像C正立、放大的实像D正立、放大的虚像

【例3】光的世界丰富多彩，光学器件在我们的生活、学习中有着广泛应用，下列说法中不符合实际的是（）A幻灯机是利用凸透镜能成放大的实像的原理制成的

B照相时，被照者应站在距镜头二倍焦距以外

C借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距

D阳光通过凸透镜可以点燃纸屑，是利用凸透镜对光线的会聚作用

【例4】.从侧面观察圆形鱼缸中的金鱼，看到的金鱼比实际的金鱼大，这是因为圆形金鱼缸相当于一个_______镜，看到的金鱼是放大的像。

要点一透镜的成像规律

例1在研究凸透镜成像规律的实验中,如果把点燃的蜡烛放在距凸透镜40厘米处，就会在凸透镜另一侧成一个倒立，

等大的实像；如果把物体放在距凸透镜20厘米处，则经凸透镜后产生一个（）

A放大，正立的虚像B放大，倒立的实像C缩小，倒立的实像D不能成像

巩固训练1．在研究凸透镜成像的实验时，当蜡烛位于凸透镜前某位置时，在透镜的另一侧呈现一个倒立、放大的

实像，若保持凸透镜的位置不变，把蜡烛与光屏的位置相互交换，则在光屏上将出现一个（）A．倒立、放大的实像B．倒立、缩小的实像C．倒立、等大的实像D．得不到实像

要点二透镜成像的应用

例22013年6月20日，我国宇航员王亚平在“天宫一号”完成了太空授课，如图是她做水球透镜实验时的情景，

通过水球可以看到她的像，以下有关像的判断及成像规律的应用，说法正确的是（）

A．实像凸面镜B．虚像放大镜C．实像照相机D．实像投影仪

巩固训练2透镜在我们的生活、学习中有着广泛应用．下列说法中符合实际的是（）A．近视眼镜利用了凸透镜对光线的会聚作用

B．拍照时，被照者应站在距照相机镜头二倍焦距以内的位置

C．借助放大镜看地图时，地图到放大镜的距离应大于一倍焦距

D．物体经过显微镜的物镜后成倒立、放大的实像要点三实验探究

例3小明和同学们在利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：

（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑．由图可知，凸透镜对光线具有作用，该凸透镜的焦距是cm．

（2）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏都不能在光屏上得到像，请你指出其中一条可能的原因：．

（3）调整后，把烛焰放在距凸透镜16cm处时（如图乙），在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、的实像（填写像的性质）；（填光学仪器）就是利用这一成像规律工作的．如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向（选填“靠近”或“远离”）透镜

的方向移动．

（4）小明把爷爷的远视眼镜放在蜡烛和凸透镜之间且靠近凸透镜的位置，结果光屏上原来清晰的像变模糊了，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向（填“远离”或“靠近”）透镜的方向移动．

巩固训练3某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示．

（1）要使烛焰的像能成在光屏的中央，应将蜡烛向（填“上”或“下”）调节．

（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜20cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是cm．

（3）当烛焰距凸透镜35cm时，移动光屏，可在光屏上得到一个清晰、倒立、的实像，日常生活中利用这一原理制成的光学仪器是（填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．要使烛焰在光屏上所成的像变大，应保持透镜的位置不动，调节蜡烛的位置，同时将光屏（填“靠近”或“远离”）透镜，直至得到清晰的

像．

（4）实验中怎样操作，才能在光屏上得到最清晰的像？．

例4物体到凸透镜的距离为u=8cm时，在透镜中看到正立的像，当物体到透镜的距离为u=10cm时，在光屏上看到

倒立的像，当物体到透镜的距离为下列各值时，对像的性质判断正确的是（）A．u=20cm时，成倒立缩小的像B．u=15cm时，成正立放大的像

C．u=9cm时，成倒立缩小的像D．u=5cm时，成倒立放大的像跟踪练习

一、选择题1.下列关于透镜的说法错误的是（）

A．凸透镜是中间厚、边缘薄的透镜B．凹透镜可以将平行光发散

C．凸透镜可以将平行光会聚于一点D．凸透镜摔成两半，其中任何一块都会失去会聚作用

2.如图所示，在“研究凸透镜成像规律”的实验中，光屏上出现了清晰的烛焰像．已知凸透镜的焦距为f，由此可以判

断像距v和物距u所在的范围是（）

A．v＜fB．f＜v＜2fC．u＞2fD．f＜u＜2f

3.凸透镜成像实验中光屏上成实像，如果这时用硬纸板将凸透镜遮住一半，则（）

A．屏上不能成像

B．屏上仍能成完整的像，但比原来暗

C．屏上不能成完整的像

D．屏上仍能成完整的像，且和原来的像没有任何不同

4.将一个凸透镜正对太阳，在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑．将一个物体放在此透镜前40cm处，则

可在凸透镜的另一侧得到一个（）A．倒立、放大的实像B．倒立、缩小的实像C．倒立、等大的实像D．正立、放大的虚像

5．由于下雨，一透明塑料薄膜的顶棚积满了水，形状如图所示，下面关于它的讨论正确的有（）

A．这些水构成一个凸透镜，它对平行光有会聚作用

B．透镜必须是固体，水不可能成为凸透镜

C．水的下表面虽然近似于球面，但上表面却是平的，所以它不可能起凸透镜的作用

D．只要是透明物质，就有可能构成透镜

6.测绘人员绘制地图时，需从飞机或卫星上向地面拍照（简称“航拍”），如图是我国测绘卫星

用精密照相机拍摄的上海科技馆卫星航拍图（Pointer31°13´17.78“N121°32´20.99“E），如果

所用长焦距相机的镜头焦距为300mm，则所成清晰的像与镜头的距离为（）

A．等于300mmB．略大于300mmC．略小于300mmD．飞机飞的太高，无法确定

7.探究凸透镜成像的规律时，将焦距为10cm的凸透镜放置在光具座上50cm处，如图，在蜡烛从10cm处逐渐移至