凸透镜和凹透镜的三条特殊光线作图

凸透镜的三条特殊光线是：平行于主光轴的光线经过凸透镜汇聚于焦点；通过凸透镜的光线传播方向不变；由焦点发出或经过焦点射向凸透镜的光线，平行于主光轴。

成像实验

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。

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。

1 初中物理专题────光学作图

在初中物理中光学作图涉及到四种类型：

1、有关光沿直线传播的概念和应用

2、光的反射定律和平面镜成像规律的作图及应用

3、光的折射定律及透镜的作图和应用

4、凸透镜成像规律及其应用

［知识点分析］

一、光的反射

光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角；光的反射中光路是可逆的。

二、光的折射

光的折射定律：折射光线与入射光线、法线在同一平面上；折射光线和入射光线分居在法线的两侧；折射角大于、小于或等于入射角；光的折射中光路是可逆的。

光的折射定律的内容、作图、应用及其与光的反射定律的异同。

（1）相同点

①折射光线和反射光线都位于入射光线和法线决定的平面内。

②折射光线和反射光线均分居法线的两侧。

③当入射角变化时，折射角和反射角都随之变化。

④在折射和反射现象中，光路都是可逆的。

（2）不同点

①反射光线与对应的入射光线在同种介质中；折射光线与对应的入射光线在两种不同介质中，位于界面的两侧。

②反射角等于入射角，但折射角一般不等于入射角，并且当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角，而光从其他介质斜射入空气中时，折射角大于入射角。

三、透镜

透镜的分类：凸透镜、凹透镜。

凸透镜：中间厚，边缘薄，有双凸、平凸、凹凸三种，如右图所示；凸透镜对光有会聚作用。

凹透镜：中间薄，边缘厚，有双凹、平凹、凸凹三种，如右图所示；凹透镜对光有发散作用。

凸透镜成像规律：

规律1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。应用：照相机、摄像机。

规律2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。

2 规律3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。应用：投影仪、幻灯机、电影放映机。

光学作图之透镜

评卷人 得 分

一．作图题〔共8小题〕

1．如下图，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的光线。

2．如下图，a、b是经凸透镜折射后的两条光线，请在图中画出这两条光线的入射光线。

3．完成图中的光路图。

4．如图是射向凹透镜的两条光线，请画出这两条光线通过凹透镜后的折射光线。

5．在虚线框内填上适宜的透镜。

6．如图给出物体AB及像A′B′的位置，请在图中画出凸透镜及其焦点F的大致位置。

7．如图，MN为凸透镜L的主光轴，A′B′为物体AB通过凸透镜所成的虚像，请通过作图标出凸透镜L和焦点F的位置。

8．如下图是照相机的原理图，A′B′是AB的像。请画出图中与入射光线对应的折射光线，并确定凸透镜一侧焦点的位置，用字母F表示。

光学作图之透镜

参考答案与试题解析

一．作图题〔共8小题〕

1．如下图，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的光线。

【分析】关于凸透镜有三条特殊的入射光线：

①入射光线平行于主光轴，折射光线过焦点；

②入射光线过焦点，折射光线平行于主光轴；

③过光心的传播方向不变。

【解答】解：SA这条入射光线平行于主光轴，其经凸透镜折射后，折射光线过焦点；由此可以确定这条入射光线的折射光线。

SB这条入射光线过焦点，过焦点的入射光线经过凸透镜折射后平行于主光轴；由此可以确定SB的折射光线。

如以下图所示：

【点评】把握凸透镜的三条特殊光线的入射光线和对应的折射光线的特殊点是解决此题的关键。

对于这三条特殊光线的考察，可以告诉入射光线做折射光线，也可以根据折射光线做入射光线。

2．如下图，a、b是经凸透镜折射后的两条光线，请在图中画出这两条光线的入射光线。

【分析】在作凸透镜、凹透镜的光路图时，先确定所给的光线的特点再根据透镜的光学特点来作图。

凹透镜的三条特殊光线

凹透镜的三条特殊光线

凹透镜亦称为负球透镜，镜片的中间薄，边缘厚，呈凹形，所以又叫凹透镜。下面是小编为大家整理的凹透镜的三条特殊光线，仅供参考，欢迎阅读。

凹透镜的三条特殊光线

第一条特殊光线是跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；

第二条特殊光线是通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；

第三条特殊光线是通过光心的光线经过透镜后方向不变。

三条特殊光线的注意事项

它们只适用于薄透镜，我们高中遇到的一般都是薄透镜，包括凸透镜与凹透镜。

在作图时，只要任选其中两条便可。

画光路图时，光线是有方向的，都应标上箭头。而且在透镜两侧，每条光线都要画上箭头，由光线变点确定所求点的像的位置。

拓展：凹凸镜简介

平行光线通过凹球面透镜发生偏折后，光线发散，成为发散光线，不可能形成实性焦点，沿着散开光线的反向延长线，在投射光线的同一侧交于F点，形成的是一虚焦点。

原理

凹透镜成像的几何作图与凸透镜者原则相同。从物体的顶端亦作为两条直线：一条平行于主光轴，经过凹透镜后偏折为发散光线，将此折射光线相反方向返回至主焦点；另一条通过透镜的光学中心点，这两条直线相交于一点，此为物体的`像。

成像

经凹透镜成正立缩小虚像，物与像在透镜同一侧。 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）透镜成像公式（关于符号的正负：物距u取正值，ν和f取负值。）

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u

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f2f)时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。

厚的弯月形情况会更复杂。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

分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。其两面曲率中心之连线称为主轴，其中央之点O称为光心。通过光心的光线，无论来自何方均不折射。平行主轴之光束，照于凹透镜上折射后向四方发散，逆其发散方向的延长线，则均会于与光源同侧之一点F，其折射光线恰如从F点发出，此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。凹透镜的焦距，是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的半径越大其焦距越长，如为薄透镜，则其两侧之焦距相等。