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第六章常見的光學(xué)儀器

一、透鏡

1、凸透鏡和凹透鏡：中間厚邊緣薄的透鏡叫凸透鏡，中間薄邊緣厚的透鏡叫凹透鏡。

主軸：通過透鏡兩個(gè)球面球心的直線叫透鏡的主光軸。

光心：薄透鏡的中心點(diǎn)叫做透鏡的光心。通過光心的光線傳播方向不變。

2、凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。

平行于凸透鏡主光軸的光線會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距

離叫做焦距。通過凸透鏡焦點(diǎn)的光線平行于主光軸射出。

平行于凹透鏡主光軸的光線經(jīng)過凹透鏡后形成發(fā)散光，這些發(fā)散光的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚一點(diǎn)，

這點(diǎn)叫做凹透鏡的虛焦點(diǎn)，虛焦點(diǎn)到凹透鏡光心的距離叫做凹透鏡的焦距。

焦距越小的透鏡，會(huì)聚（或發(fā)散）作用越明顯。

3、透鏡的分辨方法

(1)手摸法：中間厚邊緣薄的為凸透鏡。(2)聚焦法：用太陽光對(duì)著透鏡照能得到細(xì)小亮斑的

是凸透鏡。

(3)放大法：看書上的字放大的是凸透鏡。

二、凸透鏡成像

1、當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距在1倍焦距和2倍焦距之間。

2、當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，成倒立等大的實(shí)像，像距等于2倍焦距。

3、當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，像距大于2倍焦距。

4、當(dāng)物距小于焦距時(shí)，成正立放大的虛像，像距大于1倍焦距。

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5、放大鏡的使用：放大鏡成正立、放大的虛像，物像同側(cè)。使用時(shí)應(yīng)使物體盡量遠(yuǎn)離透鏡，

但物距不得超過一倍焦距。

三、生活中的透鏡

1、幻燈機(jī)與投影儀：幻燈片或投影片到凸透鏡的距離為物距，鏡頭到屏幕的距離為像距。

原理：當(dāng)物距在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，像距大于物距。

屏幕上要成正立的像，幻燈片必須倒放。要使屏幕上得到的像更大，應(yīng)當(dāng)使凸透鏡與幻燈片

或投影片的距離減小，同時(shí)使屏幕遠(yuǎn)離透鏡，即應(yīng)把幻燈機(jī)或投影儀遠(yuǎn)離屏幕。投影儀中平

面鏡的作用是改變光的傳播方向。

2、照相機(jī)：照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，景物到鏡頭的距離為物距，鏡頭到底片的距離為

像距。

原理：當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距在1倍焦距和2倍焦距之間。

要使底片上的像大一些，應(yīng)減小物距、加大像距，即照相機(jī)離景物近些，同時(shí)將鏡頭與底片

的距離調(diào)大些。

3、顯微鏡：目鏡和物鏡都是凸透鏡，物鏡相當(dāng)于幻燈機(jī)，目鏡相當(dāng)于放大鏡。它是對(duì)物體

的兩次放大，物鏡成放大實(shí)像，目鏡成放大虛像。

顯微鏡對(duì)物體的放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)×目鏡的放大倍數(shù)

4、望遠(yuǎn)鏡：目鏡和物鏡都是凸透鏡，物鏡相當(dāng)于照相機(jī)，目鏡相當(dāng)于放大鏡，先由物鏡把

遠(yuǎn)處的物體拉近成實(shí)像，再由目鏡放大成虛像。我們看遠(yuǎn)處的物體通過望遠(yuǎn)鏡使視角變大了，

所以能看得很清晰。

四、眼睛和眼鏡

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1眼睛：眼睛相當(dāng)于照相機(jī)，瞳孔相當(dāng)于照相機(jī)的光圈，晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭，視網(wǎng)

膜相當(dāng)于照相機(jī)的底片。眼睛中的角膜、瞳孔、晶狀體和玻璃體共同作用，相當(dāng)于凸透鏡，

視網(wǎng)膜相當(dāng)于屏幕。

原理：當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像，像距在1倍焦距和2倍焦距之間。眼

睛通過睫狀肌來改變晶狀體的彎曲程度，使物體的像總能落在視網(wǎng)膜上。當(dāng)晶狀體最扁平時(shí)，

眼睛能看清最遠(yuǎn)點(diǎn)，正常眼的遠(yuǎn)點(diǎn)在無窮遠(yuǎn)。當(dāng)晶狀體最凸起時(shí)，眼睛能看清最近點(diǎn)。正常

眼睛的明視距離為25cm.。

2、近視眼：近視眼的明視距離小于25cm，配載用凹透鏡制作的近視眼鏡可以得到矯正。

3、遠(yuǎn)視眼：近視眼的明視距離大于25cm，配載用凸透鏡制作的遠(yuǎn)視眼鏡（老花鏡）可以

得到矯正。

4、眼鏡的度數(shù)：凹透鏡的度數(shù)是負(fù)的，凸透鏡的度數(shù)是正的。

凸透鏡越厚，焦距就小，度數(shù)就越大。凹透鏡中心越薄，焦距就小，度數(shù)就越大。

度數(shù)=100/f(f為焦距，單位：米)

第六章常見的光學(xué)儀器

目標(biāo)了解凸透鏡、凹透鏡的有關(guān)名詞及性質(zhì)，知道如何鑒別，了解常見的幾種光學(xué)

儀器的工作原理，近視、遠(yuǎn)視的糾正方法，掌握凸透鏡成像規(guī)律，會(huì)畫凸、凹透鏡

的光路圖。

重點(diǎn)凸透鏡成像規(guī)律，凸、凹透鏡光路圖

難點(diǎn)凸透鏡成像規(guī)律

章節(jié)第一節(jié)：透鏡

內(nèi)容透鏡:至少有一個(gè)面是球面的一部分的透明玻璃元件。（要求會(huì)辨認(rèn)）

凸透鏡、中間厚、邊緣薄的透鏡，如：遠(yuǎn)視鏡片，照相機(jī)的鏡頭、投影儀的鏡

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頭、放大鏡等；凹透鏡、中間薄、邊緣厚的透鏡，如：近視鏡片。

主軸：過透鏡兩個(gè)球面球心的直線，用CC/表示；

光心：同常位于透鏡的幾何中心；用“O”表示。

焦點(diǎn)：平行于凸透鏡主光軸的光線經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)叫焦

點(diǎn)；用“F”表示。

焦距：焦點(diǎn)到光心的距離（通常由于透鏡較厚，焦點(diǎn)到透鏡的距離約等于焦距）

焦距用“f”表示。如下圖：

注意：凸透鏡和凹透鏡都各有兩個(gè)焦點(diǎn)，凸透鏡的焦點(diǎn)是實(shí)焦點(diǎn)，凹透鏡的焦

點(diǎn)是虛焦點(diǎn)。焦距越小的透鏡，對(duì)光的會(huì)聚（或發(fā)散）作用越明顯。

第二節(jié)：探究——凸透鏡成像

探究凸透鏡的成像規(guī)律：器材：凸透鏡、光屏、蠟燭、光具座（帶刻度尺）

注意事項(xiàng)：“三心共線”：蠟燭的焰心、透鏡的光心、光屏的中心在同一直線

上；又叫“三心等高”

凸透鏡成像的規(guī)律（要求熟記、并理解）：

成像條件物距（u）成像的性質(zhì)

U﹥2f

U=2f

F﹤u﹤2f

U=f

像距（v）應(yīng)用

照相機(jī)

投影儀

倒立、縮小的實(shí)像F﹤v﹤2f

倒立、等大的實(shí)像v=2f

倒立、放大的實(shí)像v﹥2f

不成像

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0﹤u﹤f正立、放大的虛像V﹥f放大鏡

口訣：一焦分虛實(shí)、二焦分大小；虛像同側(cè)正，實(shí)像異側(cè)倒；物遠(yuǎn)實(shí)像小，虛

像大。

注意：1、實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚而成，在光屏上可呈現(xiàn)，可用眼睛直接看，所

有光線必過像點(diǎn)；

2、虛像不能在光屏上呈現(xiàn)，但能用眼睛看，由光線的反向延長(zhǎng)線會(huì)聚而成；

注意：凹透鏡始終成縮小、正立的虛像。

三條特殊光線（要求會(huì)畫）：

1、過光心的光線經(jīng)透鏡后傳播方向不改變，如下圖：

2、平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后經(jīng)過焦點(diǎn)；經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散，但其反

向延長(zhǎng)線必過焦點(diǎn)（所以凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用）如下

圖：

3、經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線經(jīng)凸透鏡后平行于主光軸；射向異側(cè)焦點(diǎn)的光線經(jīng)凹

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透鏡后平行于主光軸；如下圖：

粗略測(cè)量凸透鏡焦距的方法：

使凸透鏡正對(duì)太陽光（太陽光是平行光，使太陽光平行于凸透鏡的主光軸），

下面放一張白紙，調(diào)節(jié)凸透鏡到白紙的距離，直到白紙上光斑最小、最亮為止，然

后用刻度尺量出凸透鏡到白紙上光斑中心的距離就是凸透鏡的焦距。

第三節(jié)：生活中的透鏡

照相機(jī)：1、鏡頭是凸透鏡；2、物體到透鏡的距離（物距）大于二倍焦距，

成的是倒立、縮小的實(shí)像。

投影儀：1、投影儀的鏡頭是凸透鏡；2、投影儀的平面鏡的作用是改變光的

傳播方向（注意：照相機(jī)、投影儀要使像變大，應(yīng)該讓透鏡靠近物體，遠(yuǎn)離膠卷、

屏幕。）；3、物體到透鏡的距離（物距）小于二倍焦距，大于一倍焦距，成的是倒

立、放大的實(shí)像。

放大鏡：1、放大鏡是凸透鏡；2、放大鏡到物體的距離（物距）小于一倍焦距，

成的是放大、正立的虛像；注：要讓物體更大，應(yīng)該讓放大鏡遠(yuǎn)離物體。

顯微鏡：由目鏡和物鏡組成，物鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大。

望遠(yuǎn)鏡：由目鏡和物鏡組成，物鏡使物體成縮小、倒立的實(shí)像，目鏡相當(dāng)于放

大鏡，成放大的像。

第四節(jié)：眼睛和眼鏡

眼睛的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏（膠卷）。

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近視眼明視距離小于25m，看不清遠(yuǎn)處的物體，遠(yuǎn)處的物體所成像在視網(wǎng)膜前，

晶狀體曲度過大，需戴凹透鏡調(diào)節(jié)。

遠(yuǎn)視眼明視距離大于25m，看不清近處的物體，近處的物體所成像在視網(wǎng)膜后

面，晶狀體曲度過小，需戴凸透鏡調(diào)節(jié)。

眼鏡的度數(shù)=

1

×100（焦距f單位為m）。

f

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