北师大版八年级下册物理讲义《常见的光学仪器》全章复习与基础知识讲解

《常见的光学仪器》全章复习与巩固(基础)

【学习目标】

1.知道什么是凸、凹透镜，认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用；

2.知道凸透镜成像规律，进一步理解实像和虚像概念；

3.知道幻灯机和投影仪、照相机、显微镜、望远镜等光学仪器的基本结构和原理;

4.了解近视眼和远视眼的成因及纠正。

【知识网络】

「结构特征

凸透镜，

I光学性质

透镜4

结构特征

I凹透镜《

〔光学性质

常「当u>2f时,成倒立,缩小的实像

见探究凸透镜成像,｛当f<u<2f成倒立,放大的实像

的

光、当u<f时，成正立，放大的虚像

学

(幻灯机和投影仪：成倒立，放大的实像

仪

器「镜头相当于凸透镜

照相机《

生活中的透镜〔成倒立，缩小的实像

r显微镜的结构及原理

i显微镜和望远镜〈

I望远镜的结构及原理

「眼睛的结构

眠睛和眼镜4近视眼及其矫正

〔远视眼及其矫正

【要点梳理】

要点一、透镜

1、透镜：两个面都是球面的一部分，或一个面是球面的一部分、另一个面是平面镜的透明体叫做透镜。

2、凸透镜和凹透镜：中间厚边缘薄的叫凸透镜；中间薄，边缘厚的叫凹透镜

凸透镜凹透镜

3、基本概念:

(1)主光轴：通过两个球心的直线C&叫做透镜的主光轴，简称主轴。

(2)薄透镜：如果透镜的厚度比球面的半径小很多，这种透镜叫做薄透镜。

(3)光心(0)：薄透镜的中心0点叫做透镜的光心。

透镜的主轴和光心

4、透镜对光的作用：凸透镜对光有会聚作用；凹透镜对光有发散作用。

5、焦点、焦距：

(1)凸透镜的焦点：跟凸透镜主光轴平行的光，经过凸透镜后会聚于主光轴上某一点F。F点叫做凸透

镜的焦点。

(2)凹透镜的焦点：跟凹透镜主光轴平行的光，经过凹透镜后形成发散光。如果迎着发散光望去，会

觉得这些光好像是从凹透镜另一侧的某一点F发出来的。F点叫做凹透镜的虚焦点。

(3)焦距：焦点到凸透镜光心的距离。

要点诠释：

1凸透镜有两个隹占.凹诱镣有两个虚隹占•

2、放在凸透镜焦之里的光源发出的发散养£经过凸透镜折射之后变成平行光束，幻灯机、投影仪、

舞台上的追光灯等仪器就是利用了这一原理；

3、凹透镜的虚焦点，“虚”表示该点并不是实际光线的交点，而是逆着凹透镜折射光线的方向看去。

要点二、凸透镜成像规律及应用

1、凸透镜成像规律：

物的位置像的位置像的性质应用举例

U=8

v=f成一点测定焦距

(平行光)

像与

u>2f2f>v>f物异缩小、倒立、实像照相机，眼睛

凸u=2fv=2f侧等大、倒立、实像

透镜

2f>u>fv>2f放大、倒立、实像幻灯，电影机

u=fv=°°不成像探照灯的透镜

同侧

u<fv>f放大、正立、虚像放大镜

凹透镜物在镜前任意处v<U同侧缩小、正立、虚像

2、口诀记忆:

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像。

(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。

3、生活中的透镜：

(1)幻灯机和投影仪：镜头相当于凸透镜，来自投影片的光通过凸透镜后成像，再经过平面镜改变光

的传播方向，使屏幕上成倒立、放大的实像。

(2)照相机：镜头相当于凸透镜，来自物体的光经过照相机镜头后会聚在胶片上，成倒立、缩小的实

像。

(3)显微镜：显微镜由两组镜片构成，每组镜片相当于一个凸透镜。物镜的焦距很短，目镜的焦距较

长。

要点诠释：

1、实像和虚像的区别：(1)成像原理不同：物体发出的光线经光学器件会聚而成的像为实像，经光学

器件后光线发散，反向延长相交形成的像叫虚像。(2)成像性质上的区别：实像倒立的，虚像是正立的。

(3)接收方法上的区别：实像既能被眼睛看到，又能被光屏接收到，虚像只能被眼睛看到，不能被光

屏收到。

2、数码相机与传统相机在影像摄取部分的成像原理大致相同，在成像记录方面数码相机主要依靠感光

芯片和存储卡。

要点三、凸透镜成像作图

1、凸透镜的三条特殊光线：

(1)通过光心的光线经凸透镜后传播方向不变如图甲；

(2)通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴如图乙；

(3)跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后过焦点如图丙。

2.凹透镜的三条特殊光线

(1)通过光心的光线经凹透镜后传播方向不变如图甲；

(2)射向凹透镜的光线如果其延长线通过虚焦点，则经凹透镜折射后平行于主光轴如图乙;

(3)跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点如图丙。

要点四、眼睛和眼镜

1、眼睛：

(1)特点：能够在一定范围内自动调节焦距和进入人眼的光的强度。

(2)结构：瞳孔一一相当于照相机的光圈；

角膜、晶状体和玻璃体一一相当于照相机的变焦镜头；

视网膜一一相当于照相机的底片。

2、近视眼和远视眼的成因及纠正：

近视眼远视眼

成因晶状体凸一些折光能力太强，或者眼球晶状体比正常人的扁平一些，折光能力太弱，或者眼

在前后方向上太长。球在前后方向上太短。

表现从远处射来的光只能会聚在视网膜前，看近处物体时，物体的像成在视网膜的后面，看不清

看不清远处的物体近处的物体

纠正凹透镜凸透镜

3、眼睛的度数：

（1）眼睛的度数=5义100（公式中焦距/必须用m作单位）

（2）凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数

要点诠释：

1、近视眼是因为眼睛调节能力减弱或是眼球前后过长造成的，近视眼应选用适当度数的近视镜片进行

矫正，近视眼镜是由凹透镜制成的。

2、矫正远视眼，增强对光的折射作用。可配戴用凸透镜制成的远视眼镜，使入射的光线经凸透镜折射

后进入眼睛，会聚点就能移到视网膜上。

【典型例题】

类型一、透镜对光线的作用

Ci.（•睢宁县校级一模）晋代张华的《博物志》中记载：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则

得火。”“削冰令圆''就是把冰块制成镜；要得火，应把“艾”放在镜的_________位置。

【答案】凸透；焦点

【解析】要取火需要将光线会聚，所以应该将冰块制成凸透镜，透镜会把光线集中在焦点上时，所以当

把艾放在焦点上时，会随着温度的升高达到燃点时即可燃烧，故答案为：凸透；焦点。

【总结升华】此题考查了凸透镜的特点及灵活利用凸透镜解决生活实际问题的能力，是中考考查的热点。

举一反三：

【变式】关于透镜对光的作用的讨论，不正确的是（）

A.跟主光轴平行的光线通过凸透镜折射后光线的反向延长线会聚在焦点上

B.凸透镜能使会聚光线提前会聚

C.跟主光轴平行的光线通过凹透镜成发散光线

D.凹透镜能使会聚光线延后会聚

【答案】A

类型二、凸透镜成像规律

2.在焦距为10cm的凸透镜前25cm处放一支点燃的蜡烛，那么在凸透镜另一侧的光屏上可以得到的

是（）

A.烛焰倒立缩小的实像B.烛焰倒立放大的实像

C.烛焰倒立缩小的虚像D.烛焰正立放大的实像

【答案】A

【解析】凸透镜的焦距是10cm,蜡烛到凸透镜的距离是25cm,u>2f,凸透镜成倒立、缩小的实像。

【总结升华】掌握凸透镜成像规律，根据物距、像距和焦距的关系，判断凸透镜的成像情况，也能够根

据凸透镜的成像情况，判断物距、像距和焦距的关系。

举一反三：

【变式】（•滕州市二模）物体从距凸透镜12cm移到距凸透镜18cm的过程中，调整光屏的位置，总能

在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，此凸透镜的焦距可能是（）

A.6cmB.10cmC.16cmD.20cm

【答案】B

如图所示，F为凸透镜的两个焦点，A,Bz为物体AB的像，则物体AB在（）

A.图中I区域，比A，B7大,箭头方向向上

B.图中II区域，比A，Bz大,箭头方向向下

C.图中in区域，比A，Bz大,箭头方向向上

D.图中IV区域，比A'B'小,箭头方向向下

【思路点拨】由图可知像距与焦距的关系，结合凸透镜成像的规律即可确定像与物体之间的大小、倒立

还是正立的关系，以及物距与焦距的关系；根据过光心的光线经凸透镜折射后方向不变，可以确定物体

的A点在主光轴上，判断出物体在m区域。

【答案】C

【解析】由题意知，像在一倍焦距和二倍焦距之间，根据凸透镜成像的特点，此时物体应在二倍焦距以

外，所以物体在图中III区域。像是倒立缩小的实像，所以物体的箭头向上。

【总结升华】凸透镜成像的规律涉及四个方面：①物距与焦距的关系；②成像的性质；③像距与焦距的

关系；④应用。只要告诉其中的一个方面，就可以确定其它三个方面的内容。在此题中，根据图示确定

了像距（10厘米）与焦距的关系，和像的形状；然后利用凸透镜成像的规律，确定物距和物体的形状。

举一反三：

【变式】（多选）在研究凸透镜成像规律的实验后，禧禧利用图画记录了她观察到的实验现象如图所示。

四幅图画中的物、像关系有对有错，请你帮她把正确的图选出来（）

【答案】ABC

类型三、透镜的综合应用

.在防盗门上安装一只“猫眼”，屋内的人通过“猫眼”能看清屋外的人是一个正立、缩小的像,

根据你的判断这个“猫眼”相当于镜。

【思路点拨】“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。

物镜的焦距极短，它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像，此像正好落在目镜的第一焦点之内，目

镜起着放大镜的作用，最后得到一个较为放大的正立虚像，所以防盗门镜的作用相当于一个凹透镜。

【答案】凹透镜

【解析】“猫眼”是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时，物镜是凹透镜，目镜是凸透镜。最

后看到来客的正立、缩小的像，所以防盗门的“猫眼”相当于凹透镜，凹透镜对光线有发散作用。

【总结升华】题目考查了学生对凸透镜和凹透镜本质区别的认识，理解凸透镜对光线有会聚作用，凹透

镜对光线有发散作用是解答此题的关键。

举一反三：

【变式】在光具座上自左向右依次竖直放置一个凹透镜、凸透镜和平面镜，两个透镜的主光轴重合，凸

透镜的焦距为f,此时两个透镜之间的距离为L。在凹透镜的左侧有一水平平行光束通过两个透镜后入

射到平面镜上，经平面镜反射后，反射光恰能沿原来的光路返回，据此可判断凹透镜的焦距为（）

A.fB.LC.f+LD.f-L

【答案】D

类型四、作图与实验探究

C5.图中L为凸透镜，MN为其主光轴，。为光心，若物体AB经凸透镜成的实像为卜,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。

【思路点拨】实像A'B'是由来自物体AB的光线经过凸透镜折射后组成的。平行于主光轴的光线经过

凸透镜折射后过焦点，根据这一特点我们可以在物体AB上从A点开始做一条与主光轴平行的光线，经

凸透镜折射后射到A,点，折射光线与主光轴相交的点为焦点。

【答案与解析】在物体AB上从A点开始做一条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射到A'点，折射

光线与主光轴相交的点为焦点F。同样，我们利用光路是可逆的，也可以在A'B'上从A'点开始做一

条与主光轴平行的光线，经凸透镜折射后射后到A点，折射光线与主光轴相交的点也是焦点。故答案为:

【总结升华】题目考查了利用凸透镜的三条特殊光线的作图：①通过焦点的光线经凸透镜折射后将平行

于主光轴。②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将过焦点。③过光心的光线经凸透镜折射后传播方向

不改变。

^^6.在探究凸透镜成像特点的实验中。

（1）实验时，在光