《透镜及其应用》全章复习与巩固(提高) 知识讲解

《透镜及其应用》全章复习与巩固（提高）

撰稿：史会娜审稿：雒文丽

【学习目标】

1.识别凸透镜和凹透镜，知道凸透镜对光线的会聚作用和凹透镜对光线的发散作用；

2.知道凸透镜的光心、主光轴、焦点和焦距；

3.理解凸透镜成像规律；

4.知道照相机、幻灯机、放大镜的成像原理；

5.知道近视眼和远视眼的成因和矫正。

【知识网络】

【要点梳理】

要点一、凸透镜和凹透镜

1、透镜：中间厚边缘薄的透镜叫凸透镜；中间薄，边缘厚的透镜叫凹透镜

2、主光轴：通过两个球面球心的直线。

3、光心（O）：主光轴上有个特殊点，通过这个点的光线传播方向不改变。

凸透镜凹透镜

4、焦点（F）：凸透镜使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。凹透镜使跟主光轴平行的光线发散，发散光线的反向延长线会聚在主光轴上一点，这点叫凹透镜的虚焦点。

5、焦距（f）：焦点到凸透镜光心的距离。如图：

凸透镜凹透镜

6、对光线的作用：凸透镜对光线有会聚作用，也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，也叫发散透镜。

要点诠释：

1、凸透镜有两个焦点，凹透镜有两个虚焦点；

2、放在凸透镜焦点上的光源发出的发散光束，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

凸透镜u=∞

（平行光）

v=f

像与

物异

侧

成一点测定焦距

u＞2f 2f＞v＞f 缩小、倒立、实像照相机，眼睛u=2f v=2f 等大、倒立、实像

2f＞u＞f v＞2f 放大、倒立、实像投影仪

u=f v=∞

同侧

不成像探照灯的透镜u＜f v＞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、凸透镜成像应用：

（1）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。

（2）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。

（3）放大镜：成正立、放大的虚像。

要点诠释：

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。

要点三、眼睛和眼镜

1、近视眼：只能看清近处的物体，看不清远处的物体。

2、成因：晶状体变得太厚，折射光的能力太强或由于眼球在前后方向上太长，来自远处的光会聚在视网膜之前，视网膜上得不到清晰的像。如图：

3、矫正：佩戴合适的凹透镜

4、远视眼：只能看清楚远处的物体、看不清近处的物体。

5、成因：晶状体太薄，折光能力太弱，或者是眼球在前后方向上太短，来自近处物体的光线发散程度较大，光会聚到了视网膜之后。

6、矫正：佩戴合适的凸透镜

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，如图所示。

要点四、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。

3、凸透镜成像作图

（1）成倒立缩小实像时，物距2u f >，像距2f v f >>如下图甲所示：

（2）成倒立放大实像时，物距2f u f >>，像距2v f >如下图乙所示：

（3）成正立放大虚像时，物距u f <如下图丙所示：

【典型例题】

类型一、透镜对光线的作用

1.两个完全相同的凸透镜L 1、L 2如图放置，其中AO 1=O 1B=BO 2，过A 点的一条光线经L 1折射后按如图方向到达L 2，则关于该光线再经L 2折射后的去向，以下判断正确的是（ ）

A ．过L 2的二倍焦距点

B ．过L 2的焦点

C ．平行于L 2的主光轴

D ．过L 2的二倍焦距以外的点

【思路点拨】因为AO 1=O 1B 根据凸透镜成像规律，物体在2倍焦距处时物距等于像距，所以AO 1是凸透镜L 1的2倍焦距；L 1、L 2是相同的凸透镜，焦距相同，所以BO 2是L 2的2倍焦距。

【答案】A

【解析】过主光轴上的一点A 发出的光线，经过凸透镜折射后交于主光轴上一点B ，并且A 、B 两点到光心的距离相等，可知：AO 1和O 1B 为凸透镜的二倍焦距。因为两个透镜完全相同，且AO 1=O 1B=BO 2，所以BO 2也是凸透镜L 2的二倍焦距，所以光线再经L 2折射后仍过L 2的二倍焦距点。

【总结升华】过凸透镜二倍焦点的光线经凸透镜折射后仍过二倍焦点。这个规律可结合凸透镜的成像规律来帮助理解，当物距等于二倍焦距时，物距和像距相等。

举一反三：

【变式】往试管里注入清水，用橡皮塞堵住管口，留一稍大的空气泡。让阳光垂直照射试管，发现阳光透过空气泡在白纸上形成一橄榄状的暗影，如图所示，原因是