凸透镜成像规律

1、透镜及其应用知识结构透镜及其应用知识结构透镜透镜透镜的透镜的种类种类凸透凸透镜镜定义：中间厚、边缘簿的透镜定义：中间厚、边缘簿的透镜形状：形状：凹透凹透镜镜定义：中间簿、边缘厚的透镜定义：中间簿、边缘厚的透镜符号：符号：透镜的透镜的作用作用凸透镜对光有会聚作用凸透镜对光有会聚作用凹透镜对光有发散作用凹透镜对光有发散作用一、有关透镜的基本概念一、有关透镜的基本概念1.光心：透镜的几何中心，常用光心：透镜的几何中心，常用O表示。表示。2.主光轴：通过透镜两个球面球心的直线，主光轴：通过透镜两个球面球心的直线，叫做透镜的主光轴。叫做透镜的主光轴。3.焦点：平行于主光轴的光经过凸透镜会聚焦点：平行于主

2、光轴的光经过凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点，用的点称为凸透镜的焦点，用F表示。表示。凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点。凸透镜有两个实焦点，凹透镜有两个虚焦点。4.焦距：焦点到光心的距离称为焦距，用焦距：焦点到光心的距离称为焦距，用f表示。表示。5.物距：物体到光心的距离称为物距，用物距：物体到光心的距离称为物距，用u表示。表示。6.像距：像到光心的距离称为像距，用像距：像到光心的距离称为像距，用v表示。表示。凹透镜：中间凹透镜：中间薄薄，边缘，边缘厚厚的透镜，叫的透镜，叫凹透镜凹透镜。凸透镜：中间凸透镜：中间厚厚，边缘，边缘薄薄的透镜，叫的透镜，叫凸透镜凸透镜凸透镜对光线起会聚作用，故凸

3、透镜对光线起会聚作用，故凸透镜也叫会聚透镜。凸透镜也叫会聚透镜。平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点，这点叫焦点。于主光轴上的一点，这点叫焦点。二、透镜对光线的作用二、透镜对光线的作用平行于主光轴的光线透过凹透镜折射后发散，平行于主光轴的光线透过凹透镜折射后发散，折射光线的反向延长线相交于主光轴上，由折射光线的反向延长线相交于主光轴上，由于它不是实际光线的会聚点，因而叫虚焦点于它不是实际光线的会聚点，因而叫虚焦点(F)(F)。F FF F凹透镜对光线起发散作用，因此凹透镜凹透镜对光线起发散作用，因此凹透镜也叫发散透镜。也叫发散透镜。焦距越短的透镜

4、，会聚（或发散）作用越明显。焦距越短的透镜，会聚（或发散）作用越明显。FFFFF 想一想？想一想？（1 1）从焦点发出的光线透过凸透镜折射后如何射出？）从焦点发出的光线透过凸透镜折射后如何射出？F结论：结论： （1 1）从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于）从焦点发出的光线经凸透镜折射后平行于主光轴射出。因而利用凸透镜能得到平行光。主光轴射出。因而利用凸透镜能得到平行光。F FF FO 想一想？想一想？ 对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经凹透镜折射如何射出？折射如何射出？FF结论：结论：（2 2）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光）对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线经

5、折射后平行于主光轴射出。线经折射后平行于主光轴射出。 FF三、透镜的三条特殊光线三、透镜的三条特殊光线1.1.光心：过光心的光线，方向不变。光心：过光心的光线，方向不变。2.平行于主光轴的光线平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。的反向延长线通过虚焦点。 3.经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主折射后平行于主光轴射出。光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线光线 折射后平行于主光轴射出折射后平行于主光轴射出 。ooF FF FF FF F透

6、镜对光线的作用光路图透镜对光线的作用光路图在图中填入适当的透镜在图中填入适当的透镜 平面镜、凸透镜、凹透镜都可以使一细平面镜、凸透镜、凹透镜都可以使一细束光的光路发生如图的改变请在图束光的光路发生如图的改变请在图（A）（）（B）（）（C）中分别画出示意）中分别画出示意图图C CA AB B注意：注意：不要混淆不要混淆“会聚作用会聚作用”与与“会聚光线会聚光线”，“发散作用发散作用”与与“发散光线发散光线”！实际上，经凸透镜折射后的光线，既可实际上，经凸透镜折射后的光线，既可能是会聚光线，也可能是平行光线，还能是会聚光线，也可能是平行光线，还可能是发散光线，可能是发散光线，但折射光线一定比入但折

7、射光线一定比入射光线会聚射光线会聚。经凹透镜折射后的折射光线，既可能是经凹透镜折射后的折射光线，既可能是发散光线，也可能是平行光线，还可能发散光线，也可能是平行光线，还可能是会聚光线，但是会聚光线，但折射光线一定比入射光折射光线一定比入射光线更发散线更发散。三、探究凸透镜成像的规律三、探究凸透镜成像的规律A.实验步骤实验步骤1.在光具盘上从左到右依次放置蜡烛、凸透在光具盘上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，并将他们的中心大致在同一高度镜、光屏，并将他们的中心大致在同一高度上，其目的是使像能成在光屏的中央；上，其目的是使像能成在光屏的中央；2.固定凸透镜位置；固定凸透镜位置；3.将蜡烛放在某一

8、位置，固定不动，在凸透将蜡烛放在某一位置，固定不动，在凸透镜的另一侧移动光屏；镜的另一侧移动光屏；4.眼睛观察光屏上的像，直到找到清晰的像；眼睛观察光屏上的像，直到找到清晰的像；5.记下蜡烛、光屏的位置，归纳出凸透镜成记下蜡烛、光屏的位置，归纳出凸透镜成像的规律。像的规律。凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律物距物距（U）像距像距（V V）像的像的倒正倒正 像的大像的大小小 像的虚像的虚实实 U2fU=2f2f U fU=fUff v 2f倒立倒立缩小缩小实像实像实像实像倒立倒立等大等大实像实像倒立倒立放大放大虚像虚像正立正立放大放大不成像不成像幻灯机的工作原理幻灯机的工作原理 投影仪投影仪 投影

9、机的镜头也相当于一个投影机的镜头也相当于一个凸透镜凸透镜，屏幕相当于屏幕相当于光屏光屏，它是利用凸透镜能成，它是利用凸透镜能成倒立、放大的实像倒立、放大的实像的原理制成的。的原理制成的。 .物体位于焦点以内物体位于焦点以内 即即(u1f )时，成时，成正立的正立的、放大的放大的、像像虚虚放大镜放大镜凸透镜成像作图凸透镜成像作图实像与虚像的区别：实像与虚像的区别：实像实像是物体射出的光经光学元件会聚而是物体射出的光经光学元件会聚而成的，它能用光屏承接。成的，它能用光屏承接。虚像虚像是物体射出的光经光学元件后发散，是物体射出的光经光学元件后发散，人眼逆着光线看去感觉到的像，虚像不人眼逆着光线看去感

10、觉到的像，虚像不能用光屏承接。能用光屏承接。若在实验时，无论怎样移动光屏，若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都得不到像，可能的原因在光屏上都得不到像，可能的原因有：有： 蜡烛在焦点以内；蜡烛在焦点以内； 蜡烛在焦点上；蜡烛在焦点上； 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；同一高度； 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏成像在很远的地方，光具座的光屏无法移动到该位置。无法移动到该位置。探究凸透镜成像时问题探究凸透镜成像时问题记记 忆忆 口口 诀：诀：(一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小）一倍焦距分虚实；二倍焦距分大

11、小）在凸透镜成像中，物体移动时，在凸透镜成像中，物体移动时，实实像和虚像像和虚像的转折点在哪里？的转折点在哪里？放大和放大和缩小缩小实像的转换点在哪里？实像的转换点在哪里？成成实像实像时：物近、像远、像变大。时：物近、像远、像变大。即：物距减小、像距增大、像也变大。即：物距减小、像距增大、像也变大。成成虚像虚像时：物近、像近、像变小。时：物近、像近、像变小。即：物距减小、像距减小、像也变小。即：物距减小、像距减小、像也变小。 小明有一块焦距为小明有一块焦距为5cm5cm的凸透镜，的凸透镜，若想用它做一个模拟照相机，则景若想用它做一个模拟照相机，则景物到凸透镜的距离应物到凸透镜的距离应_， 若想

12、用它做投影仪的镜头，则胶片若想用它做投影仪的镜头，则胶片到凸透镜的距离应到凸透镜的距离应_， 若想用它做为放大镜使用，则被观若想用它做为放大镜使用，则被观察的物体到凸透镜的距离应察的物体到凸透镜的距离应_。 我们学习过：我们学习过：a a 小孔成像、小孔成像、b b 平面镜成像、平面镜成像、c c 银幕上的像、银幕上的像、d d 放大镜中正立的像，放大镜中正立的像，e e、照相机、照相机胶片的像胶片的像. .其中其中 属实像的有属实像的有 ， 属虚像的有属虚像的有 _ _ ， 反射而成的像有反射而成的像有 _ _ ； 折射而成的像有折射而成的像有 。五五. .眼睛和眼镜眼睛和眼镜 显微镜和望远

13、镜显微镜和望远镜眼睛看到物体的原理眼睛看到物体的原理眼睛眼睛的晶状体和角的晶状体和角膜相当于一个膜相当于一个凸透凸透镜镜，来自物体的光，来自物体的光通过瞳孔晶状体折通过瞳孔晶状体折射在射在视网膜上视网膜上成成倒倒立、缩小的实像立、缩小的实像，再经过视神经系统再经过视神经系统传到大脑，经大脑传到大脑，经大脑处理，人们就看到处理，人们就看到了物体。了物体。人眼看清远近物体的原理：人眼看清远近物体的原理：当睫状体放松时，当睫状体放松时，晶状体变薄晶状体变薄，远处，远处来的光线恰好会聚来的光线恰好会聚在视网膜上，眼球在视网膜上，眼球可以看清远处的物可以看清远处的物体。体。 当睫状体收缩时，当睫状体收缩

14、时，晶状体变厚晶状体变厚，近处来，近处来的光线恰好会聚在视的光线恰好会聚在视网膜上，眼球可以看网膜上，眼球可以看清近处的物体。清近处的物体。晶状体晶状体的调节的调节作用作用近视眼及其矫正近视眼及其矫正1 1、成因：、成因：2 2、矫正：、矫正：晶状体太厚，折晶状体太厚，折光能力太强，成光能力太强，成像于视网膜前。像于视网膜前。配戴用凹透镜配戴用凹透镜做成的近视眼做成的近视眼镜，将光适当镜，将光适当的发散。的发散。远视眼及其矫正远视眼及其矫正1 1、成因：、成因：2 2、矫正：、矫正：晶状体太薄，折晶状体太薄，折光能力太弱，成光能力太弱，成像于视网膜后。像于视网膜后。配戴用凸透镜做配戴用凸透镜做

15、成的远视眼镜。成的远视眼镜。（老花眼镜）（老花眼镜） 物理研究小组案例物理研究小组案例:用一组焦距不同的用一组焦距不同的凸透镜、一个平行光光源、一个装有凸透镜、一个平行光光源、一个装有牛奶和水混合溶液的烧瓶制作的眼睛牛奶和水混合溶液的烧瓶制作的眼睛模型，来研究视力矫正的办法，在下模型，来研究视力矫正的办法，在下面横线上填上模型的名称：面横线上填上模型的名称： （1）模型中的凸透镜相当于）模型中的凸透镜相当于 ，烧瓶，烧瓶后壁相当于后壁相当于 ，烧瓶中液体相当于，烧瓶中液体相当于 。（2）（）（a）这是）这是 眼模型，眼模型， （b）这）这是是 眼模型，应当用眼模型，应当用 （c）这）这是是 眼

16、模型，应当用眼模型，应当用 透镜进行透镜进行 矫正。矫正。目镜：目镜：靠近眼睛的一组透镜，作用靠近眼睛的一组透镜，作用 像一个普通的放大镜。像一个普通的放大镜。物镜：物镜：靠近被观察物体，作用相当靠近被观察物体，作用相当 于投影仪的镜头。于投影仪的镜头。载物台：载物台：承载被观察物体。承载被观察物体。反光镜：反光镜：增加光的强度，便于观察增加光的强度，便于观察 物体。物体。显微镜和望远镜显微镜和望远镜显显微微镜镜结结构构原原理：理：望望远远镜镜结结构构物镜物镜：使远处的物体在焦点附：使远处的物体在焦点附近成实象。近成实象。目镜目镜：靠近眼睛，作用相当于：靠近眼睛，作用相当于放大镜。放大镜。原原

17、理：理：显微镜显微镜望望远远镜镜1.1.在研究凸透镜成像的实验时，下列说法中在研究凸透镜成像的实验时，下列说法中正确的是正确的是( )( )A A成实像时，物体离凸透镜越远，像越大；成实像时，物体离凸透镜越远，像越大；B B成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大；成虚像时，物体离凸透镜越近，像越大；C C实像总是倒立的，虚像总是正立的；实像总是倒立的，虚像总是正立的；D D实像和虚像都有可能是放大或缩小的；实像和虚像都有可能是放大或缩小的；课堂检测课堂检测C C2.2.物体离凸透镜物体离凸透镜1010厘米时，能在光屏上厘米时，能在光屏上得到一个放大的物体的像，如果将得到一个放大的物体的像，如果将物

18、距减小为物距减小为4 4厘米，移动光屏，在光厘米，移动光屏，在光屏上将（屏上将（ ） A A 得到一个放大的像得到一个放大的像 B B 得到一个缩小的像得到一个缩小的像C C 得到一个等大的像得到一个等大的像 D D 不能得到像不能得到像D D3.3.某凸透镜的焦距为某凸透镜的焦距为1010厘米。当物体厘米。当物体沿主光轴从距透镜沿主光轴从距透镜3030厘米处向透镜处厘米处向透镜处移动时，则下述凸透镜所成像的变化移动时，则下述凸透镜所成像的变化情况中，正确的是情况中，正确的是 ( ( ) )A. A. 像始终变大。像始终变大。 B. B. 像始终变小。像始终变小。C. C. 像先变小后变大。像

19、先变小后变大。 D. D. 像先变大后变小。像先变大后变小。D D4.4.放映幻灯片时，幻灯片应放在距镜头：放映幻灯片时，幻灯片应放在距镜头： ( ) ( ) A A大于大于2 2倍焦距处，倒立放置。倍焦距处，倒立放置。B B二倍焦距和一倍焦距之间，倒立放置。二倍焦距和一倍焦距之间，倒立放置。C C二倍焦距和一倍焦距之间，正立放置。二倍焦距和一倍焦距之间，正立放置。D D大于大于2 2倍焦距处，正立放置。倍焦距处，正立放置。B B5.5.在放映幻灯片时，要使得银幕上的像在放映幻灯片时，要使得银幕上的像更大一些，下列操作中正确的是更大一些，下列操作中正确的是 ( ( ）A A、使幻灯机靠近银幕，

20、并使幻灯片与镜、使幻灯机靠近银幕，并使幻灯片与镜头的距离变大头的距离变大B B、使幻灯机远离银幕，并使幻灯片与镜、使幻灯机远离银幕，并使幻灯片与镜头的距离变大头的距离变大C C、使幻灯机靠近银幕，并使幻灯片与镜、使幻灯机靠近银幕，并使幻灯片与镜头的距离变小头的距离变小D D、使幻灯机远离银幕，并使幻灯片与镜、使幻灯机远离银幕，并使幻灯片与镜头的距离变小头的距离变小D D6.放幻灯时，想在荧幕上得到一个放大放幻灯时，想在荧幕上得到一个放大的的“F”字母，那么幻灯片正确的插法字母，那么幻灯片正确的插法应选用图中的哪一种应选用图中的哪一种 （ ）ABCDD D 7. 7.把写有文字的投影片放在投影仪

21、上，把写有文字的投影片放在投影仪上，在屏幕在屏幕abcdabcd上得到了清晰的像，但投影上得到了清晰的像，但投影所得的文字却偏在屏幕的右下方，如图所得的文字却偏在屏幕的右下方，如图示，则应把投影仪上的投影片往哪个方示，则应把投影仪上的投影片往哪个方向移动，才能使文字位于屏幕的正中央？向移动，才能使文字位于屏幕的正中央？（ ）A A、向左上方向、向左上方向B B、向左下方向、向左下方向C C、向右上方向、向右上方向D D、向右下方向、向右下方向 ab cdD D 8.烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到烛焰通过凸透镜恰好在光屏上得到一个缩小、倒立的清晰像，若保持透一个缩小、倒立的清晰像，若保持透镜位置

22、不变，把烛焰和光屏的位置对镜位置不变，把烛焰和光屏的位置对调一下，则（调一下，则（ ） A.光屏上将成一个放大的像光屏上将成一个放大的像 B.光屏上仍成一个缩小的像光屏上仍成一个缩小的像C.光屏上不能成像，但眼睛能通过透镜光屏上不能成像，但眼睛能通过透镜看到像看到像D.光屏上没有像，需调节光屏位置才能光屏上没有像，需调节光屏位置才能成像成像A A9.9.某同学将一支点燃的蜡烛放在某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜距凸透镜15cm15cm处时，在光屏上处时，在光屏上得到一个缩小的像，当蜡烛距得到一个缩小的像，当蜡烛距透镜透镜9cm9cm时，在光屏上得到一时，在光屏上得到一个放大的像，这个凸透镜的

23、焦个放大的像，这个凸透镜的焦距可能是（距可能是（ ） A A 10cm B 10cm B 8cm 8cm C C 6cm D 6cm D 4cm 4cmC C 10. 10.凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是l2cml2cm，将物体放，将物体放在主光轴上距焦点在主光轴上距焦点7cm7cm处，物体经处，物体经透镜在光屏上所成清晰的像是透镜在光屏上所成清晰的像是( )( ) A A正立、放大的虚像正立、放大的虚像 B B倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像 C C倒立、放大的实像倒立、放大的实像 D D正立、等大的虚像正立、等大的虚像C C 11. 11.如图，用手拿凸透镜远离书的过如图，用手拿凸透镜远离书

24、的过程中，通过凸透镜不可能观察到的程中，通过凸透镜不可能观察到的像像( ) ( ) A A正立放大的像正立放大的像 B B正立缩小的像正立缩小的像 C C倒立放大的像倒立放大的像 D D倒立缩小的像倒立缩小的像。B B 12. 12.小明用爷爷的远视眼镜片做了一架小明用爷爷的远视眼镜片做了一架简易照相机模型，爷爷眼睛的度数是简易照相机模型，爷爷眼睛的度数是400400度，则利用这架照相机为爷爷照相度，则利用这架照相机为爷爷照相时，爷爷应站在距离镜头（时，爷爷应站在距离镜头（ ） A A、25cm25cm以内的某一位置以内的某一位置 B B、25cm25cm到到50cm50cm之间的某一位置之间

25、的某一位置 C C、50cm50cm以外的某一位置以外的某一位置 D D、刚好在、刚好在25cm25cm处处C C 13. 13.用照相机拍摄水池底部的物体，若照相用照相机拍摄水池底部的物体，若照相机位置不变，比较池中有水与无水两种情况，机位置不变，比较池中有水与无水两种情况，有水时有水时: ( ): ( )A.A.暗箱应略短些，所得的像会略小些；暗箱应略短些，所得的像会略小些； B. B.暗箱应略短些，所得的像会略大些；暗箱应略短些，所得的像会略大些；C.C.暗箱应略长些，所得的像会略大些；暗箱应略长些，所得的像会略大些； D. D.暗箱应略长些，所得的像会略小些。暗箱应略长些，所得的像会略

26、小些。C C 14. 14.有甲、乙、丙三个凸透镜，某同学利用有甲、乙、丙三个凸透镜，某同学利用“探探究凸透镜成像的规律究凸透镜成像的规律”的实验装置比较它们焦的实验装置比较它们焦距的大小，实验时凸透镜和烛焰的距离保持距的大小，实验时凸透镜和烛焰的距离保持18cm18cm不变，烛焰通过三个凸透镜成像情况如下不变，烛焰通过三个凸透镜成像情况如下表，由此可以判断表，由此可以判断 ( ) ( ) A A甲凸透镜的焦距最大甲凸透镜的焦距最大 B B乙凸透镜的焦距最大乙凸透镜的焦距最大 C C丙凸透镜的焦距最大丙凸透镜的焦距最大 D D缺少条件，无法判断缺少条件，无法判断凸凸透透镜镜成像性质成像性质甲甲

27、倒立倒立 放大放大 实像实像乙乙倒立倒立 缩小缩小 实像实像丙丙正立正立 放大放大 虚像虚像c c 15. 15.点燃的蜡烛放在凸透镜前，在凸透镜的点燃的蜡烛放在凸透镜前，在凸透镜的另一侧光屏上得到一个缩小的清晰的像。另一侧光屏上得到一个缩小的清晰的像。若使蜡烛到透镜的距离减小一半，并移动若使蜡烛到透镜的距离减小一半，并移动光屏，那么光屏，那么 ( ) ( ) (A)(A)一定能在光屏上看到像一定能在光屏上看到像 (B) (B) 一定能在光屏上看到放大的像一定能在光屏上看到放大的像 (C) (C) 一定能在光屏上看到缩小的像一定能在光屏上看到缩小的像 (D) (D) 一定能在光屏上看到等大的像

28、一定能在光屏上看到等大的像A A 16. 16.小周同学在探究小周同学在探究“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”实实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像像, ,保持凸透镜位置不变，为了在光屏上得保持凸透镜位置不变，为了在光屏上得到清晰的缩小的像，他必须到清晰的缩小的像，他必须( )( )A A让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透；让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透；B B让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜；让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜；C C让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜D D让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜。让