一、学习目标

• 会识别凸透镜和凹透镜及其光学作用。
• 掌握凸透镜三类典型成像规律。
• 能解释照相机、投影仪和放大镜原理。
• 了解眼睛、眼镜、显微镜和望远镜的光学结构。

二、核心概念

• 透镜： 凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；主光轴、光心、焦点和焦距是作图基础。
• 生活中的透镜： 照相机、投影仪和放大镜利用凸透镜在不同物距下形成性质不同的像。
• 凸透镜成像的规律： 物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，位于一倍与二倍焦距之间成倒立放大实像，小于一倍焦距成正立放大虚像。
• 眼睛和眼镜： 眼睛把像成在视网膜上；近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。
• 显微镜和望远镜： 显微镜通过物镜和目镜两次放大微小物体，望远镜利用物镜会聚远处光线并由目镜观察。

本章各节共同遵循“观察现象—明确条件—建立关系—规范计算—回到情境解释”的物理学习路径。涉及方向时要说明方向，涉及测量时要写单位和有效数字，涉及公式时要先统一单位。

三、重点知识

本章常用公式：

$$F=\frac{1}{f}$$ $$u>2f:\text{倒立缩小实像}$$ $$u<f:\text{正立放大虚像}$$

四、知识点讲解

下面的知识图把本章各节的主要对象和关系放在同一张图中。看图时先辨认物理量、方向和条件，再结合分节讲解。

1. 透镜

凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用；主光轴、光心、焦点和焦距是作图基础。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$F=\frac{1}{f}$$

2. 生活中的透镜

照相机、投影仪和放大镜利用凸透镜在不同物距下形成性质不同的像。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$u>2f:\text{倒立缩小实像}$$

3. 凸透镜成像的规律

物距大于二倍焦距成倒立缩小实像，位于一倍与二倍焦距之间成倒立放大实像，小于一倍焦距成正立放大虚像。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。常用关系为：

$$u<f:\text{正立放大虚像}$$

4. 眼睛和眼镜

眼睛把像成在视网膜上；近视眼用凹透镜矫正，远视眼用凸透镜矫正。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。

5. 显微镜和望远镜

显微镜通过物镜和目镜两次放大微小物体，望远镜利用物镜会聚远处光线并由目镜观察。

学习这一节时，要先明确研究对象、条件和单位，再把现象转化为可检验的物理关系。

五、易错点

六、例题

1. 例题1

题目： 物体放在凸透镜二倍焦距以外，像有何特点？

解析： 依据 $u>2f$ 的成像规律。

答案： 在另一侧成倒立、缩小的实像。

2. 例题2

题目： 焦距 10 cm 的凸透镜作放大镜，物距应满足什么条件？

解析： 放大镜形成正立放大虚像。

答案： 物距应小于 10 cm。

七、练习题和答案

1. 凸透镜和平行光的作用是什么？
2. 照相机成什么性质的像？
3. 投影仪物距位于哪个范围？
4. 近视眼镜是什么透镜？
5. 显微镜的物镜和目镜共同作用是什么？

参考答案

1. 使平行光会聚到焦点附近。
2. 倒立、缩小的实像。
3. $f<u<2f$。
4. 凹透镜。
5. 先由物镜成放大实像，再由目镜进一步放大观察。