常见的光学仪
思维导图
知识清单
一、透镜
1.透镜的种类
(1)凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜．
(1)凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜．
2.透镜对光的作用
(1)凸透镜对光有会聚作用，表现在光线折射后向主光轴靠拢.
(2)凹透镜对光有发散作用，表现在光线折射后偏离主光轴．
难点点拨：会聚与发散的理解
透镜对光的作用是会聚还是发散，不是看折射光线是否相交，而是体现在它使入射光线相对主光轴变得相互“靠近”了还是“远离”了.凸透镜对光线有会聚作用，“会聚作用”并不等于通过凸透镜后的折射光线都会聚于一点；凹透镜对光线有发散作用，“发散作用”并不等于通过凹透镜后的折射光线都不能会聚于一点.
3.透镜的三条特殊光线
①平行于主光轴的光线折射后过焦点.
②经过光心的光线不改变传播方向.
③过焦点的光线折射后平行于主光轴.
二、凸透镜成像规律及其应用
1.实验：探究凸透镜成像规律
实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏中央.把蜡烛放在远处，然后将其逐渐靠近凸透镜，并移动光屏，观察记录凸透镜的成像情况，记录物距和像距．
2.凸透镜成像的规律
3.实像和虚像
(1)实像：是实际光线会聚形成的像；像是倒立的，光屏上能够承接，且物与像在异侧，如：照相机、投影仪等.
(2)虚像：是光线的反向延长线相交形成的像；像是正立的，光屏上不能承接，且物与像在同侧，如放大镜.
(3)“正立”或“倒立”都是相对于物体放置的情况而言的，如果所得到的像跟物体放置的情况相同，称为正立的像，反之称为倒立的像．
对凸透镜成像规律的进一步认识
(1)u＝f是成实像和虚像，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点.
(2)u＝2f是放大和缩小像的分界点；
(3)当像距大于物距时成放大的像，当像距小于物距时成倒立缩小的实像.
(4)成实像时：物距减小，像距增大，像变大；物距增大，像距减小，像变小.
(5)成虚像时：物距减小，像距减小，像变小；物距增大，像距增大，像变大.
即：“焦点内外分虚实，二倍焦距分大小，实像分居两侧倒，虚像则是同侧正，物近像(实)远像(实)变大”.
4.凸透镜成像规律的实际应用
(1)幻灯机的使用：幻灯机的镜头相当于一个凸透镜，透明的幻灯片相当于物体，银幕相当于光屏．为了使观众看到正立的像，幻灯片要倒着放置．
(2)放大镜：让物体到凸透镜的距离小于焦距，透过凸透镜可以看到物体正立、放大的虚像．
(3)照相机的使用：照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶片相当于光屏．照相时，景物到镜头的距离(物距)应大于2倍焦距，此时胶片到镜头的距离(像距)在2倍焦距和1倍焦距之间．若要调节物距，一般是移动照相机，调节像距时，是旋转调焦环，调节镜头到胶片的距离，镜头往前伸，像距变大；镜头往后缩，像距变小．要想得到清晰的像，在调节像距的同时，必须调节物距；在调节物距的同时，也必须调节像距．
三、眼睛和眼镜
1.眼睛成像原理
眼球好像一架照相机，晶状体和角膜的共同作用相当于一个凸透镜．视网膜相当于光屏，来自物体的光在视网膜上形成倒立、缩小的实像．
2.近视眼、远视眼的成因及矫正
小资料
1.眼镜的度数：①折光本领大小由眼镜焦距的长短决定，焦距越短，折光本领越强.②眼镜的度数：焦距的倒数×，即度数D＝/f.③远视镜片（凸透镜）的度数是正数，近视镜片（凹透镜）的度数是负数.
2.无论近视还是远视的矫正方法，都是通过光学原理使被观察的物体进入眼睛的光线相交的像点落在视网膜上，这样才能看到清晰的像.
探究凸透镜成像的规律命题导向
1.凸透镜焦距的测量(用平行光垂直照射到凸透镜，在凸透镜的另一侧用光屏承接到的最小最亮的亮点，测量其到凸透镜的距离即可)．
2.实验器材的组装(在光具座上按顺序依次放置：蜡烛、凸透镜、光屏，且烛焰与后两者的中心在同一高度)．
3.在实验过程中，无论如何移动光屏都得不到像，可能的原因有①蜡烛在焦点以内；②烛焰在焦点上；③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座上的光屏无法移到该位置．
4.遮住凸透镜的一部分，光屏上的像只是变暗了些，但还是一个完整的像．
5.判断成像的特点时，调节光屏和透镜的方法应当依据透镜成像规律和三条特殊光线作图．
典例剖析
例：物理兴趣小组在探究“凸透镜成像的规律”实验时：(1)用如图甲所示的装置可测出凸透镜的焦距为 cm.
(2)图乙是某次实验时观察到的现象，生活中的 (选填“放大镜”、“投影仪”或“照相机”)就是利用这一原理制成的．保持凸透镜不动，把蜡烛向左移动一段距离，要想在光屏上再次得到清晰的像，应该把光屏向 (选填“左”或“右”)移动一段距离，像 (选填“变大”、“变小”或“不变”)．
(3)实验时，光屏上得到了蜡烛清晰的像，一同学不小心在凸透镜上溅了一个小泥点，则光屏上 (选填“有”或“没有”)小泥点的像或影子．
(4)将近视眼镜片放在蜡烛与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了．使光屏远离透镜，又能在光屏上看到蜡烛清晰的像，这说明近视眼镜对光线有 作用．由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜的 ．
(5)图乙中的光屏与蜡烛的位置对调一下，在光屏上仍能得到清晰的像，这说明 ．
(6)实验中，人眼在光屏一侧透过凸透镜观察 看到清晰的像．
(7)随着实验的进行，蜡烛越烧越短，则光屏上烛焰的像会逐渐向 移动，为使像仍成在光屏中央，应当 ．
(8)当光屏上成清晰的像时，小华用不透明的纸板挡住透镜的下半部分，则光屏上所成的像是 (选填“完整”或“不完整”)的．
(9)通过实验观察可知，在图丙中左边的蜡烛通过凸透镜不可能形成的像是 .(填字母)
经典习题
命题一：对透镜类型及其特点的理解
1.中华民族有着悠久的文明历史，古代就有许多对自然现象的观察和记载：“削冰令圆，举以向日，可生火”是由于凸透镜对光具有 作用.
2.(·广州模拟)如图所示是两束激光分别射向并通过甲、乙两透镜的传播路径．由图可知： (选填“甲透镜”或“乙透镜”)是凹透镜.
命题二：探究凸透镜成像规律
3.在“探究凸透镜成像的规律”实验中，所用凸透镜的焦距是10cm.
(1)将点燃的蜡烛、凸透镜放在如图所示的位置，移动光屏，在光屏上得到了清晰的倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像； (填光学仪器名称)就是利用这一成像规律工作的．
(2)保持凸透镜位置不变，若将蜡烛远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”)透镜的方向移动，此时的像与原来的像相比 (选填“变大”或“变小”)．
4.小明做“探究凸透镜成像的规律”实验时，在光屏上得到烛焰清晰缩小的像，然后他把燃烧的蜡烛和光屏互换位置，这时光屏上能看到( )
A．倒立、放大的像
B．倒立、缩小的像
C．正立、放大的像
D．正立、缩小的像
5.(·衡阳)在“探究凸透镜成像规律”实验中：
(1)如图甲所示，该透镜的焦距f＝ cm；
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上后，点燃蜡烛，在光屏上得到蜡烛的像如图乙所示，若要让像成在光屏的中心位置，则可以将凸透镜向 (选填“上”或“下”)移动；
(3)如图丙所示，把蜡烛放在光具座上 点时(选填“A”、“B”、“C”或“D”)，在光屏上能得到一个清晰放大的像， (选填“投影仪”、“照相机”或“放大镜”)就是利用这种成像规律工作的.
命题三：凸透镜成像规律的应用
6.无人机利用携带的焦距一定的微型摄像机进行航拍，来自地面景物的光通过摄像机镜头，会聚在感光晶片上，形成倒立、 (选填“放大”或“缩小”)的实像；当无人机上升时，须 (选填“增大”或“减小”)镜头与感光晶片之间的距离，才能拍摄到清晰的画面.
7.如图所示是小明进行探究“凸透镜成像规律”实验时的情景示意图，烛焰位于距离透镜1.5倍焦距处，并在光屏上得到清晰的像．工作原理与此成像规律相同的光学器件是( )
A．照相机B．放大镜
C．投影仪D．潜望镜
8.如图为小李用照相机拍摄的石拱桥照片，下列有关说法错误的是( )
A.桥在水中的倒影，是由于光的反射现象形成的
B.桥的倒影看起来比桥暗，是由于一部分光折射到了水中
C.照相机的镜头相当于凸透镜，可用于矫正近视眼
D.若相机镜头焦距为f，拍摄时镜头到桥的距离要大于2f
9.某同学用自制的水凸透镜做凸透镜成像实验，在光屏上得到了清晰的像，如图所示．他继续向水凸透镜内注水，使水凸透镜的焦距变小，如果不改变蜡烛和凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像( )
A.光屏应向左移动，成缩小的像
B.光屏应向右移动，成放大的像
C.光屏应向左移动，成放大的像
D.光屏应向右移动，成缩小的像
命题4：眼睛成像特点及视力矫正
10.如图是近视眼和远视眼的成因示意图．下列说法正确的是( )
A．甲是远视眼，应配戴凹透镜矫正
B．甲是远视眼，晶状体折光能力较弱
C．乙是近视眼，应配戴凸透镜矫正
D．乙是近视眼，晶状体折光能力较弱
11.下列说法中正确的是( )
A．放大镜的镜片是凹透镜
B．照相机的镜头是凹透镜
C．近视眼镜的镜片是凸透镜
D．远视眼镜的镜片是凸透镜
参考答案：
(1)10.6(10.2～10.8均可)
(2)照相机 左 变小
(3)没有
(4)发散 前方(或前面、前边)
(5)光路是可逆的(6)能
(7)上向上移动蜡烛（或同时向下调凸透镜和光屏
(8)完整（9）B
1.会聚2.乙透镜
3.(1)放大投影仪(2)靠近变小
4.A
5.(1)11.0(2)下(3)C投影仪
6.缩小减小7.C
8.C9.A10.B11.D
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