“透鏡及其應用”知識點解讀
一、透鏡
1.哪些是透鏡：透鏡是用透明物質制成的表面為球面一部份的光學器件，透鏡是依照光的折射規律制成的。
☆制作透鏡的材料常見的有：玻璃、水晶、樹脂等。透鏡的應用如圖(1)所示。
a.照像機鏡頭b.望遠鏡
c.投影儀d.墨鏡
圖（1）透鏡的應用
2.透鏡與面鏡區別：面鏡借助光的反射現象成像，透鏡借助光的折射現象成像；透鏡成像依循光的折射定理，面鏡成像依循光的反射定理。
3.透鏡分類：（1）凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡。
☆如：近視鏡鏡架，照像機的鏡頭、投影儀的鏡頭、放大鏡等（如圖（2）a所示）。
（2）凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡。
☆如：遠視鏡等（如圖（2）b所示）。
a.凸透鏡b.凹透鏡
圖(2)常見透鏡
二、光路的基本概念
圖（3）是透鏡光路示意圖。
a.凸透鏡光路基本概念
b.凹透鏡光路基本概念
圖（3）透鏡光路概念
1.主光軸（主軸）：過透鏡兩個球面球心的直線，用“CC/”表示,如圖（3）所示。
2.光心：一般情況下，光心坐落透鏡的幾何中心，用“O”表示，如圖（3）所示。
☆光心是主光軸上的一個特殊點，其性質是通過光心的光線傳播方向不改變。
圖（4）凸透鏡光路概念
3.焦點：平行于凸透鏡主光軸的光線經凸透鏡后會聚于主光軸上一點，這點叫焦點，用“F”表示，如圖（4）所示。
☆平行于凹透鏡主光軸的光線經凹透鏡發散后，其反向延長線會交于一點，這是凹透鏡的焦點（虛焦點），如圖（5）所示。
圖（5）凹透鏡光路概念
4.焦距：焦點到光心的距離（一般因為透鏡較厚，焦點到透鏡的距離約等于焦距）焦距用“f”表示，圖中就是“OF”之間的距離。
☆凸透鏡和凹透鏡都各有兩個焦點，凸透鏡的焦點是實焦點，凹透鏡的焦點是虛焦點。
5.物距：物體到光心的距離叫物距，用“u”表示。
6.像距：像到光心的距離叫像距，用“v”表示。
三、三條特殊光線
1.過光心的光線經透鏡后傳播方向不改變，如圖（6）所示。
圖（6）過光心的光線
2.平行于主光軸的光線，經凸透鏡后經過焦點；經凹透鏡后向外發散，但其反向延長線過焦點（所以凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光有發散作用）如圖（7）。
圖（7）平行于主軸的光線
☆平行于主軸的光線，經凹透鏡折射后，其反向延長線經過焦點（折射光線另左側的焦點-虛焦點）。
3.經過凸透鏡焦點的光線經凸透鏡后平行于主光軸；射向異側焦點的光線經凹透鏡后平行于主光軸，如右圖（8）。
圖（8）過焦點的光線
☆對凹透鏡來說，延長線過焦點的光線（透鏡另左側的焦點），而不是由焦點發出的光線。
4.透鏡的作用
(1)凸透鏡:有聚光作用，所以凸透鏡也叫會聚透鏡，如圖（4）。
(2)凹透鏡:有發散作用，所以凹透鏡也叫發散透鏡，如圖（5）。
a.凸透鏡三條特殊光線
b.凹透鏡三條特殊光線
圖（9）三條特殊光線
☆作光路圖時，三條特殊光線是常用畫圖用的光線，要求中學生必須把握三條特殊光線的畫法，并做到靈活運用，如圖（9）所示。
四、透鏡的鑒定
1．“摸”：用手深諳鏡，中間厚、邊緣薄的是凸透鏡；中間薄、邊緣厚的是凹透鏡。
2．“照”：讓透鏡正對太陽光，聯通透鏡，在接收屏（地面、紙面等）上能的到較小、較亮光斑的為凸透鏡，否則為凹透鏡。
3．“看”：用透鏡看字，能讓字放大的是凸透鏡，只能是縮小的是凹透鏡。
五、透鏡成像規律
1.凸透鏡成像規律：如圖（10）是常見凸透鏡成像類型，規律見表（1）。
表（1）凸透鏡成像規律表
成像條件物距（u）
成像的性質
像距（v）
應用
u﹥2f
倒立、縮小的虛像
f﹤v﹤2f
拍照機（圖（10）a）
u=2f
倒立、等大的虛像
v=2f
圖（10）d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的虛像
v﹥2f
投影儀（圖（10）b）
u=f
不成像
射出的是平行光線
0﹤u﹤f
正立、放大的實像
v﹥f
放大鏡（圖（10）c）
a.u﹥2fb.f﹤u﹤2f
c.0﹤u﹤fd.u=2f
圖（10）凸透鏡成像
☆凸透鏡成像規律須要謹記,朋友們可以自己總結其規律。可以背下下邊口訣：“物大焦，倒立實，物越大，像越小；物小焦，正立虛；物為焦，不成像”。這兒的“物”指物距，“像”指像距，“焦”指焦距。
圖(11)凹透鏡成像
☆注意：（1）虛像是由實際光線會聚而成，在光屏上可呈現，可用鼻子直接看，所有光線必過像點；（2）實像不能在光屏上呈現，但能用鼻子看，由光線的反向延長線會聚而成。
2.凹透鏡成像規律：凹透鏡一直成縮小、正立的實像，如圖（11）所示。
圖（12）凹、凸透鏡比較
3.凸透鏡與凹透鏡比較
圖（12）對凹、凸透鏡的鑒別、特點、典型光路和應用做出了系統性總結。
☆大家還要記住：實像，物、像同側；虛像，物、像異側。
六、透鏡應用
1.照像機：鏡頭是凸透鏡,物距）小于二倍焦距，成倒立、縮小的虛像。
2.投影儀：鏡頭是凸透鏡，物體在一倍焦距與二倍焦距之間，成倒立、放大的虛像；透過平面鏡使倒立，放大的像再倒立一下，這樣我們在屏幕上見到的就是一個正立的像了。
☆注意：照像機、投影儀要使像變大，應當讓透鏡緊靠物體，遠離膠片、屏幕。
3.放大鏡：放大鏡是凸透鏡，放大鏡到物體的距離（物距）大于一倍焦距，成的是放大、正立的實像。
☆注意：要讓物體更大，應當讓放大鏡遠離物體。
4.鼻子：耳朵的鞏膜相當于凸透鏡，黃斑相當于光屏（膠片）。
☆眼睛的成像原理:從物體發出的光線經過鞏膜等一個綜合的凸透鏡在黃斑上行成倒立，縮小的虛像，分布在黃斑上的視神經細胞遭到光的剌激，把這個訊號傳輸給腦部，人就可以看見這個物體了（雙眼的鞏膜相當于凸透鏡，黃斑相當于光屏（膠片））。
☆近視眼看不清遠處的物體，遠處的物體所成像在黃斑前，鞏膜曲渡過大，需戴凹透鏡調節，所以斜視鏡是凹透鏡。近視眼看不清近處的物體，近處的物體所成像在黃斑旁邊，鞏膜曲渡過小，需戴凸透鏡調節，所以近視鏡（花鏡）是凸透鏡。
5.顯微鏡：顯微鏡由物鏡和目鏡組成，目鏡、目鏡都是凸透鏡，它們使物體兩次放大。
☆普通光學顯微鏡是按照凸透鏡成像原理,經過凸透鏡的兩次成像。第一次先經過目鏡（凸透鏡1）成像,這時侯的物體應當在目鏡(凸透鏡1）的一倍焦距和兩倍焦距之間,成的像應當是放大倒立的虛像。而后以第一次成的物像作為“物體”,經過物鏡的第二次成像。因為我們觀察的時侯是在物鏡的另外兩側,第二次成的像應當是一個實像,這樣像和物才在同兩側，因而第一次成的像應當在物鏡（凸透鏡2）的一倍焦距以內,這樣經過第二次成像,第二次成的像是一個放大的正立的實像。
6.望遠鏡：望遠鏡也是由兩組凸透鏡（物鏡和目鏡）組成凸透鏡和凹透鏡的區別，它的結構特征是目鏡的焦距長而物鏡的焦距短。望遠鏡的成像原理是：目鏡的作用是得到遠處物體的虛像，因為物體離目鏡十分遠，所以物體上各點發射到目鏡上的光線幾乎是平行光束，這樣的光線經過目鏡凝聚后，就在目鏡焦點外，離焦點很近的地方，產生了一個倒立的、縮小的虛像。這個倒立的、縮小的虛像又坐落物鏡的焦點以內，所以物鏡起了放大鏡的作用，物鏡把經過目鏡的倒立、縮小的虛像放大成了一個正立的、放大的實像。這就是遠處物體通過望遠鏡所成的實像。
七、透鏡及其應用知識點結布光
好多朋友說：數學是學校最難學的課目！
其實物理不難學，只要做對這5步，你也可以輕松拿化學高分，甚至滿分！我在同學圈分享了好多化學落后生，有調侃“物理疾病晚期病人”的朋友凸透鏡和凹透鏡的區別，短短3個月奇跡逆襲的故事，你們看完文章，記得分享和轉發給同學和家人。