第五章 透镜及其应用
第1节 透镜
知识点1 透镜的种类
透镜是一种折射镜，是用玻璃、石英等透明物质磨制而成的，其表面是球面的一部分，其光学性质是光照到透镜上，一部分光经过透镜两次折射后改变光路，遵循光的折射规律。
透镜都有一定的厚度，其厚度直接影响其对光的作用，初中阶段主要讲薄透镜，所谓“薄”是指透镜厚度远小于球面的半径。
透镜有两种：凸透镜和凹透镜
透镜上通过两个球心的直线叫做主光轴，简称主轴。每个透镜主轴上都有一个特殊的点：凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫做光心。
凸透镜中间
厚、边缘薄，
（如远视镜片）
凹透镜中间
薄、边缘厚，
（如近视镜片）
通过凸透镜,所看到的物体的像是(放大/缩小)的。
通过凹透镜,所看到的物体的像是(放大/缩小)的。
放 大
做法：通过透镜看近处物体。
结论
缩 小
观察凸透镜和凹透镜
通过凸透镜,所看到的物体的像是 (正立/倒立)的。
通过凹透镜,所看到的物体的像是 (正立/倒立)的。
正 立
做法：通过透镜看远处物体。
结论
倒 立
观察凸透镜和凹透镜

做法：让一束平行光通过透镜看光束范围的
变化。
平行光通过凸透镜后,范围(变大/变小) 。
结论
平行光通过凹透镜后,范围(变大/变小) 。
变小
变大
观察凸透镜和凹透镜
知识点2 透镜对光的作用
凸透镜对光有会聚作用，是指光通过凸透镜后，折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏向主光轴。

凹透镜对光有发散作用，是指光通过凹透镜后，折射光线的传播方向比原入射光线的传播方向更偏离主光轴。
凸透镜对光线有会聚作用,所以又叫会聚透镜。
o
o
主光轴：通过光心且垂直于透镜平面的直线
1、凸透镜对光线的作用
光心：透镜的中心0
F
o
o
凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点(F)。
焦点到光心的距离叫做焦距(f)。同一凸透镜两侧的焦距相等。
对于凸透镜，表面越凸，焦距(f)越短，会聚作用越强.
凸透镜的焦点和焦距
o
o
由光路可逆原理可知，从焦点发出的光线经凸透镜后将平行于主光轴射出。
凹透镜对光有发散作用,所以又叫发散透镜。
2、凹透镜对光线的作用
凹透镜能使平行于
主光轴的光发散，
发散光线的反向延
长线交于一点，这
个点叫做焦点F（虚焦点）。
焦点到透镜中心的距离叫做焦距f。
F
f
凹透镜的焦点、焦距
O
F
F
O
O
O
由光路可逆原理可知，射向凹透镜对侧焦点的光线经凹透镜后将平行于主光轴射出。
O
结论：
凡是通过光心的光，
其传播方向不改变
F
F
F
F
1、 通过光心的光线 传播方向不改变。
2、平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
3、经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线 折射后平行于主光轴射出 。
三条特殊光线
一、透镜的分类：
学到了什么？
二、概念：
凸透镜和凹透镜
三、透镜对光线的作用：
1、凸透镜对光起会聚作用
2、凹透镜对光起发散作用
1、主 光 轴
---通过两个球面球心的直线叫做透镜的主光轴。
2、光 心(O)
---主光轴上特殊的点，通过它的光线传播方向
不改变，这个点叫做透镜的光心。
3、焦 点( F)
---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，这个点叫焦点。
4、焦 距( f )
---焦点到光心的距离叫焦距。
学到了什么？
1、 通过光心的光线传播方向不改变。
2、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通 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。
3、经过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线折射后平行于主光轴射出 。
四、三条特殊光线：
归纳：
方法一:“摸” 。通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别。（注意：为避免镜面磨损或弄脏，应先用很柔软的面巾纸把透镜包起来，再用手摸）
方法二:“看”。通过透镜去观察近处物体，看它成的像是放大还是缩小加以辨别。
方法三:“照”。通过透镜对平行光线是会聚还是发散加以辨别。
第2节 生活中的透镜
知识点1 照相机
照相机的构造
1.照相机
1.照相机的镜头相当于一个凸透镜；
2.像的特点：缩小、倒立、实像；
物距 大于 像距
照相机
调节镜头到胶片的距离。调焦环
是相机上控制镜头伸缩的装置。
光圈是相机镜头中控制光通量的装置。
快门是相机中控制暴光时间长短的装置。
共同控制暴光量。
3、快门和光圈共同控制什么？
2、光圈和快门分别控制什么？
1、调焦环是调节什么？
像距:V
照 相 机 的 原 理
物距 大于 像距
照 相 机 的 原 理
照相机的镜头相当于一个凸透镜;胶卷相当于光屏。
成倒立缩小的实像 ;物距 大于像距
照相机成像的特点
物体离照相机的距离（物距）大于底片离照相机镜头的距离（像距）。即物距大于像距。
物体离照相机镜头越远，物体在底片上所成的像越小，像的位置（底片到镜头的距离）越近，暗箱越短。
照相机所成的像一定比物体小。
像和物体在镜头（凸透镜）的两侧。
物体在底片上所成的像是倒立、缩小的实像。
【例2】晓晨同学在校门前给全班同学照集体像，发现两边的两个同学照不上，请帮助他解决这个问题。
【解答】请晓晨往后退一些，同时缩短镜头与胶片的距离，就能把全班同学都照上了。
【分析】若使两个同学的像再进入底片内，全班同学的像就要缩小了。
根据凸透镜成像时，物距增大，像距变小，像也变小的规律进行调节。只要晓晨向后退一些增大物距，同时缩短镜头与胶片的距离来减小像距，就可以把全班同学都照进去了。
【例1】某人照完半身像，想再利用同一个照相机照一张全身像，这时他应该离相机远些还是近些？同时调节调焦环，使胶片远离镜头还是靠近镜头？
人应该远离相机，同时使胶
片靠近镜头。
【分析】从拍半身像改为拍全身像，实际上像缩小了，此时像距应该缩小，同时增大物距。
【例2】晓晨同学在校门前给全班同学照集体像，发现两边的两个同学照不上，请帮助他解决这个问题。
【解答】请晓晨往后退一些，同时缩短镜头
与胶片的距离，就能把全班同学都
照上了。
【分析】若使两个同学的像再进入底片内，全班同学的像就要缩小了。
根据凸透镜成像时，物距增大，像距变小，像也变小的规律进行调节。只要晓晨向后退一些增大物距，同时缩短镜头与胶片的距离来减小像距，就可以把全班同学都照进去了。
镜头（凸透镜）
反光镜
光源
投影片
知识点2 投影仪 (projector)
一、投影仪主要由哪几部分组成？
物
改变光的传播方向
成像
像
投影仪的原理
.
.
.
.
成倒立放大的实像
物距小于像距
1投影仪的镜头相当于一个凸透镜；
2.像的特点：放大、倒立、实像；
物距 小于 像距
投影仪
投影仪成像的特点
投影片到镜头的距离（物距）小于镜头到像的距离（像距）。即物距小于像距。
投影片离镜头越近，屏幕上所成的像越大，像到镜头的距离越大。
投影仪在屏幕上所成的像一定比投影片上的图案（物体）大。（放大）
倒立放大的实像
应使胶片靠近凸透镜，同时使投影仪远离光屏。利用物近像远像变大原理。
我们在屏幕上要看到正立的像，投影片应该怎么放?
投影仪的使用
若想使投影出的像变大？
.
.
.
.
.
F
F
2F
O
2F
幻灯机使用时,幻灯片要倒着插.
知识点3 放大镜
1.放大镜相当于一个凸透镜；
2.像的特点：放大、正立、虚像；
物像同侧
放大镜成像的特点
物体被放大了。
物体和像在凸透镜的同侧。
放大镜离物体越近，所称的像越小，放大镜离物体越远（不超过焦距),所成的像越大。
放大镜所成的像是放大、正立的虚像。
照相机
投影仪
放大镜
像的特点：放大、倒立、实像； 物距 小于 像距
像的特点：缩小、倒立、实像； 物距 大于 像距
像的特点：放大、正立、虚像；物像同侧
1、凸透镜能成像，如_____ __、 ____ __ 、 ____ __ 都用到凸透镜成像。
2 、照相机的镜头相当于一个__________；
像的特点是______、 ______ 、 _______；
此时物体离镜头比像离镜头的距离要________。
3、投影机的镜头相当于一个__________；
像的特点是______、 ______ 、 _______；
此时物体离镜头比像离镜头的距离要______。
4、放大镜相当于一个__________；
像的特点是______、 ______ 、 _______；
此时物体离镜头要_____；物体和像在镜头______。
照相机
投影机
放大镜
凸透镜
缩小
倒立
实像
远
凸透镜
放大
倒立
实像
近
凸透镜
放大
正立
虚像
很近
同一侧
归纳总结
知识点4 虚像和实像
虚像：虚像是由光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接到，但能用眼睛直接看到。
平面镜和放大镜所成的像是虚像。
实像：实像是由实际光线会聚而成的，能用光屏承接到，也能用眼睛直接看到。
照相机和投影仪所成的像是实像。
4.实像和虚像的区别：
实像：


虚像：
物体和像分别在凸透镜的两侧（物像异侧）
实像能呈现在光屏
真实光线的反向延长线会聚的像
物体和像分别在凸透镜的同侧（物像同侧）
虚像不能呈现在光屏
真实光线会聚的像．
第3节 凸透镜成像 的规律
实验器材
物体到透镜中心的距离；
像距：
光屏到透镜中心的距离；
等高共轴调节
透镜
凸透镜（会聚透镜）
三条特殊光线
情景再现
2f
f
f
2f
情景再现
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
凸透镜成像光路图：
凸透镜成像光路图：
凸透镜成像光路图：
凸透镜成像光路图：
fv=2f
v>2f
倒
缩小
实像
相反
倒
等大
实像
相反
倒
放大
实像
相反
—
—
不 成 像
正
放大
虚像
相同
实验归纳：
一、两个分界点：（针对于物距）
（1）焦点：实像（大于焦点）和虚像（小于焦点）的界限，

（2）2倍焦点：放大（小于2倍焦点）和缩小（大于2倍焦点）的界限。
二、一个重要结论：
（1）物体在焦距之外，移动物体，越靠近透镜，所成实像越大，像就越远离透镜。

（2）物体在焦距之内，移动物体，越靠近透镜，所成虚像越小，像越靠近透镜。
典型习题
1、某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像．当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像．这个凸透镜的焦距可能是　（　　）
A．10 cm　 B．8 cm C．6 cm　 D．4 cm
解　u＝15cm时，是缩小实像　　
　　∴　u＞2f　15 cm＞2f　f＜7.5 cm　　
　　又知u＝9cm时，是放大实像
　　∴　f＜9 cm＜2f　9cm＞f＞4.5 cm
　　综合两个不等式得：4.5cm＜f＜7.5 cm
C
2、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（ ）
A．6cm　　　 B．10cm　　　
C．25cm　　　 D．无法确定
A
3、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼，从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼是（ ）
A．实物 　　　　　　　　　　 　
B．等大的实像
C．放大的实像　　　　　　　　
D．放大的虚像
D
4、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和24cm，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满足关系式（ ）
A．f<6cm　　　　　　　　　
B．6cmC．9cmD．18cmC
5、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现将透镜中部遮住不让光通过，则屏上的像（ ）
A．缺少中部 　　　　　　　　　
B．变小
C．性质不变，像变暗　　　　　
D．变大
C
教材完全解读习题
第4节 眼睛和眼镜
实像
虚像