物镜成像的规律（凸透镜的成像规律）

初中物理凸透镜的成像规律这个知识模块不管是在哪个省份，都是中考的重点。所以需要同学们对这块知识非常熟练的掌握。

那么这块都有哪些必须要掌握的知识和考点呢？接下来张老师就给大家总结梳理一下吧！



一、凸透镜和凹透镜的定义

凸透镜的特点两边薄、中间厚，凹透镜的特点是两边厚中间薄，但前提它们必须都要能让光透过去才行。

光经过凸透镜和凹透镜会发生折射现象，凸透镜对光具有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。所谓的会聚和发散是指光线对比原来的路线内偏或者外偏，这个是需要同学们牢记的。

凸透镜和凹透镜的中心叫做光心，光经过光心后方向不变。经过光心垂直于透镜弦的直线叫做主光轴。



在凸透镜主光轴上有一点叫做焦点，这是平行于主光轴的光线入射到凸透镜后会聚而成的。凹透镜的主光轴上有一点叫做虚焦点，如果平行于主光轴的光线入射到凹透镜上，光线是不会会聚到一点的，反而会发散，但是这些发散光线的反向延长线会会聚到一点，这点就是虚焦点。

凸透镜和凹透镜有三条特殊光线，第一条是平行于主光轴的光线入射到凸透镜或者凹透镜，出射光线是怎么射出的上面已经讲过，就不在赘述了。因为光路是可逆的，第二条光线就是第一条光线箭头反画形成的。最后一条光线是过光心的光线，方向是不变的。



然后就是凸透镜和凹透镜在生活中的应用，凹透镜在生活的应用最常见的就是我们家里房门的“猫眼”，当然还有近视镜也是凹透镜。

凸透镜生活中最常见的有照相机、监视器、摄像头、投影仪、幻灯机、电影还有放大镜等等，人的眼睛的晶状体也可以看成一个凸透镜。

在这里，凹透镜的成像规律我们不研究，但是我们要知道凹透镜成的是正立、缩小的虚像，典型的感觉就是你戴近视眼镜看别人或者透过“猫眼”看别人得到的景象。



中考的重点是凸透镜的成像规律的实验。我们一般用蜡烛、凸透镜、光屏和光具座来做这个实验，当然也有把蜡烛换成其他的发光光源，比如说字母光源。但是如果选用字母光源的话，尽量用像“F”这样的，因为这个字母既不左右对称也不上下对称，很容易观察这个实验的成像特点。

做实验时，应该把烛焰的中心、透镜的光心和光屏的中心放在同一高度（或者说同一水平直线），千万不能说放在同一直线上，因为可能不是水平的，但是小孔成像的实验是可以放在同一直线的。



在做实验的时候尽量选择较暗的环境，当蜡烛燃烧了一段后，成的烛焰的像会向上偏移，如果烛焰向左移动，那么成的像就是向右移动。如果你用一个障碍物挡在凸透镜前方（靠近蜡烛这一侧）挡住一部分，那光屏上成的依然是完整的像，只是成像会稍微暗一些。

那么凸透镜成的像是什么样子的呢？如果烛焰中心到凸透镜光心的距离（简称物距u）大于二倍焦距，那么成的像就是倒立、缩小的实像，应用是照相机。而且成的像在凸透镜的另一侧的一倍焦距和二倍焦距之间，我们把像到凸透镜光心的距离叫做像距v，必须将光屏放像距那个距离才能成像。



如果蜡烛的物距u变为二倍焦距，那么像距v也会变成二倍焦距，在光屏上成的是倒立、等大的实像，应用就是测焦距。如果将蜡烛的物距u放在一倍焦距和二倍焦距之间这个范围，那么像距v就要大于二倍焦距，在光屏上成倒立、放大的实像，应用是投影仪或幻灯机。

如果蜡烛的物距变为一倍焦距，那么凸透镜将不成像，实像和虚像都不会成，这是因为光线不会相聚而光线的反向延长线也不会相聚。如果蜡烛的物距小于一倍焦距，那么在凸透镜另一侧无论怎么移动都不会成像，因为这个时候凸透镜成的是虚像，和蜡烛在同一侧，并在成像蜡烛的后面。



虚像由于是光线的反向延长线形成的，所以它在光屏上是不呈现的。但是这个时候凸透镜成的是正立、放大的虚像，应用是放大镜。

在透镜成像的过程中，光路是可逆的，所以物距和相距调换还会成像，只不过像的大小会有变化。



还有就是近视眼和远视眼的问题。近视眼是因为光线会聚在了视网膜前，所以要戴凹透镜把光线发散到视网膜上。远视眼是因为光线会聚到了视网膜后，所以要戴凸透镜把光线会聚到视网膜上。

如果在凸透镜成像的实验中，把一个近视镜放在蜡烛和凸透镜之间，那么光屏应该像哪边移动才能又成清晰的像呢？同学们可以根据近视眼和远视眼的原理来思考一下。



最后就是显微镜和望远镜了，显微镜是由一个目镜和一个物镜组成，目镜成正立、放大的虚像，物镜成倒立、放大的实像（观察物较近）。望远镜也是由一个目镜和一个物镜组成，目镜成正立放大的虚像，物镜成倒立、缩小的实像（观察物较远）。