在光學(xué)中，由實(shí)際光線會聚而成，且能在光屏上呈現(xiàn)的像稱為虛像；由光線的反向延長線會聚而成，且不能在光屏上呈現(xiàn)的像稱為實(shí)像。述說虛像和實(shí)像的區(qū)別時，常常會提及這樣一種分辨方式：“實(shí)像都是倒立的，而實(shí)像都是正立的。”
凸透鏡：邊沿薄、中間厚，起碼要有一個表面制成球面，亦可兩面都制成球面?？煞譃殡p凸、平凸及凸凹透鏡三種。
凹透鏡：邊沿厚、中間薄，起碼要有一個表面制成球面，亦可兩面都制成球面?？煞譃殡p凹、平凹及凹凸透鏡三種。
凸透鏡主要對光線起會聚作用。
凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用。
凸透鏡是折射成像，成的像可以是正立、倒立；實(shí)像、實(shí)像；放大、等大、縮小。
凹透鏡是折射成像，只能成正立、縮小的實(shí)像。對光線起發(fā)散作用。
規(guī)律1：當(dāng)物距小于2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的虛像。此時像距大于物距，像比物小，物像異側(cè)。
應(yīng)用：照像機(jī)、攝像機(jī)。
規(guī)律1
規(guī)律2：當(dāng)物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距，成倒立、等大的虛像。此時物距等于像距，像與物大小相等，物像異側(cè)。
規(guī)律2
規(guī)律3：當(dāng)物距大于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距小于2倍焦距，成倒立、放大的虛像。此時像距小于物距，像比物大，像坐落物的異側(cè)。
應(yīng)用：投影儀、幻燈機(jī)、電影放映機(jī)。
規(guī)律3
規(guī)律4：當(dāng)物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。
規(guī)律4
規(guī)律5：當(dāng)物距大于1倍焦距時，則成正立、放大的實(shí)像。此時像距小于物距，像比物大，物像同側(cè)。
應(yīng)用：放大鏡。
規(guī)律5
1.一倍焦點(diǎn)分虛實(shí)，二倍焦點(diǎn)分大小，二倍焦點(diǎn)物像等。
虛像總是異側(cè)倒。實(shí)像總是同側(cè)正。
物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。
（遠(yuǎn)近是相對于焦點(diǎn)，實(shí)實(shí)像都適用）
像的大小像距定，像兒追著物體跑，物距像距和在變。
注：這兒所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡凝聚到主光軸的那一點(diǎn)到透鏡光心的距離,也可直接稱為焦距；兩倍焦距就是指該距離的兩倍。
凸透鏡成像的兩個分界點(diǎn)：
2f點(diǎn)是成放大、縮小虛像的分界點(diǎn)；f點(diǎn)是成虛像、虛像的分界點(diǎn)。
薄透鏡成像滿足透鏡成像公式：
1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透鏡焦距）
注：透鏡成像公式是針對薄透鏡而言，所謂薄透鏡是指透鏡長度在估算物距、像距等時凸透鏡成像規(guī)律flash，可以忽視不計(jì)的透鏡。當(dāng)透鏡很厚時，必須考慮透鏡長度對成像的影響。
2.凸透鏡、把光聚，成象規(guī)律真有趣；
兩倍焦距分大小，一倍焦距分虛實(shí)；
二焦以外倒實(shí)小，我們用作照像機(jī)；
一二焦間倒實(shí)大，我們用作投影儀；
焦點(diǎn)以內(nèi)正大虛，我們用作放大鏡；
欲想得到等實(shí)象，兩倍焦距物體放；
焦點(diǎn)之位不成象，點(diǎn)光可變平行光；
成象規(guī)律記心間，透鏡應(yīng)用法無邊。
物近（遠(yuǎn)），像遠(yuǎn)（近），像變大（?。?。
3.物進(jìn)像退，像越退越大，大像總在小像后，同向聯(lián)通。
光具座
為了研究各類猜測，人們常常用光具座進(jìn)行試驗(yàn)
1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使她們的中心與燭焰中心盡量保持在同一水平高度上，以保證燭焰的像能成在光屏的中央。
2）實(shí)驗(yàn)過程中，保持凸透鏡位置不變，改變蠟燭或光屏與凸透鏡的距離，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
按照實(shí)驗(yàn)作透鏡成像光路：
①將蠟燭放在2倍焦距以外，觀察現(xiàn)象
②將蠟燭放在2倍焦距和1倍焦距之間，觀察現(xiàn)象
③將蠟燭放在一倍焦距以內(nèi)，觀察現(xiàn)象
④作凸透鏡成像光路
⑤進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)（3-5次，找尋實(shí)驗(yàn)的普遍規(guī)律）
人眼
人類的耳朵所成的像，是虛像還是實(shí)像呢？我們曉得，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個凸透鏡，這么外界物體在黃斑上所呈的像，一定是虛像。按照前面的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，黃斑上的物像好像是倒立的。而且我們平時看到的任何物體，明明是正立的啊？這個與經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律發(fā)生沖突的問題，實(shí)際上涉及到腦部皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗(yàn)的影響。因?yàn)橐曈X錯誤，人眼覺得光是由物體發(fā)出并直射入人眼。
當(dāng)物體與凸透鏡的距離小于透鏡的焦距時，物體成倒立的像，當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡緊靠時，像逐步變大，像到透鏡的距離也逐步變大；當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實(shí)際折射光線的會聚點(diǎn)，而是它們的反向延長線的交點(diǎn)，用光屏接收不到，是實(shí)像。平面鏡所成的實(shí)像對比（不能用光屏接收到，只能用耳朵聽到）。
照像機(jī)
照像機(jī)的鏡頭就是一個凸透鏡，要照的景物就是物體，膠卷就是光屏。照射在物體上的光經(jīng)過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最后的膠卷上；膠卷上涂有一層對光敏感的物質(zhì)，它在爆光后發(fā)生物理變化，物體的像就被記錄在膠片上，而物距、像距的關(guān)系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣。物體緊靠時，像越來越遠(yuǎn)，越來越大，最后再同側(cè)成實(shí)像。物距減小，像距降低，像變??；物距降低，像距減小，像變大。一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小。
其他
放映機(jī),幻燈機(jī)，投影機(jī)，放大鏡,頭燈,攝像機(jī)和攝像頭都應(yīng)用了凸透鏡，凸透鏡建立了我們的生活，時時刻刻都應(yīng)用在生活中。近視墨鏡就是凸透鏡，遠(yuǎn)視墨鏡就是凹透鏡。
另外凸透鏡還用于：
1、拍攝、錄像
2、投影，幻燈，影片
3、用于特效燈光（聚焦成各類花色）
4、成實(shí)像用于放大文字、工件、地圖等
器材：
光具座，光屏，刻度尺，凸透鏡
步驟：
①將凸透鏡正對太陽
②讓光屏與凸透鏡在另左側(cè)承接光斑
③改變光屏與凸透鏡間的距離
④當(dāng)光屏上的光斑最小，最亮?xí)r，固定。在白紙與凸透鏡的位置，用刻度尺（或借助圓規(guī)張角測出凸透鏡中心與光斑之間的距離，截取圓規(guī)張角間寬度）再檢測出此時凸透鏡中心與光斑之間的距離，此距離即為凸透鏡的焦距。
注意：
1.在陽光下有效，寒潮天氣放大鏡有可能不能產(chǎn)生光斑！
2.在強(qiáng)光下注意火苗，遠(yuǎn)離易燃物，以防引起火警。
3.要使凸透鏡，光屏中心和蠟燭焰心在同仍然線上。
凸透鏡的成像規(guī)律是1/u+1/v=1/f（即：物距的倒數(shù)與像距的倒數(shù)之和等于焦距的倒數(shù)。一共有兩種推論方式。分別為“幾何法”與“函數(shù)法”。
幾何法
【題】如下圖，用幾何法證明1/u+1/v=1/f。
幾何法推論凸透鏡成像規(guī)律
【解】∵△ABO∽△A'B'O
∴AB:A'B'=u:v
∵△COF∽△A'B'F
∴CO:A'B'=f:(v-f)
∵四邊形ABOC為圓形
∴AB=CO
∴AB:A'B'=f:(v-f)
∴u:v=f:(v-f)
∴u(v-f)=vf
∴uv-uf=vf
∵uvf≠0
∴(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf
∴1/f-1/v=1/u
即：1/u+1/v=1/f
函數(shù)法
【題】如下圖，用函數(shù)法證明1/u+1/v=1/f。
【解】右圖為凸透鏡成像示意圖。
其中c為成像的物體厚度，d為物體成的像的厚度。u為物距，v為像距，f為焦距。
步驟
（一）為易于用函數(shù)法解決此問題，將凸透鏡的主光軸與平面直角座標(biāo)系的橫座標(biāo)軸（x軸）關(guān)聯(lián)（即重合），將凸透鏡的理想折射面與縱座標(biāo)軸（y軸）關(guān)聯(lián)，將凸透鏡的光心與座標(biāo)原點(diǎn)關(guān)聯(lián)。則：點(diǎn)A的座標(biāo)為（-u,c），點(diǎn)F的座標(biāo)為（f,0），點(diǎn)A'的座標(biāo)為（v,-d），點(diǎn)C的座標(biāo)為（0，c）。
（二）將AA’，A'C單向延長為直線l1,l2，視作兩條函數(shù)圖像。由圖像可知：直線l1為正比列函數(shù)圖像，直線l2為一次函數(shù)圖像。
（三）設(shè)直線l1的解析式為y=k1x,直線l2的解析式為y=k2x+b
依題意，將A(-u,c),C(0,c),F(f,0)代入相應(yīng)解析式得多項(xiàng)式組：
c=-u·k1
c=b
0=k2f+b
把k1,k2當(dāng)作未知數(shù)解之得：
k1=-(c/u),k2=-(c/f)
∴兩函數(shù)解析式為：
y=-(c/u)x,y=-(c/f)x+c
∴兩函數(shù)交點(diǎn)A'的座標(biāo)（x,y)符合多項(xiàng)式組
y=-(c/u)x
y=-(c/f)x+c
∵A'(v,-d)
∴代入得：
-d=-(c/u)v
-d=-(c/f)v+c
∴-(c/u)v=-(c/f)v+c=-d
∴(c/u)v=(c/f)v-c=d
cv/u=(cv/f)-c
fcv=ucv-ucf
fv=uv-uf
∵uvf≠0
∴fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf)
∴1/u=1/f-1/v
即：1/u+1/v=1/f
一、
1.u>2f，倒立縮小的虛像f
簡記為：外中倒小實(shí)（或物遠(yuǎn)像近像變?。?span style="display:none">wVi物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
2.u=2f,倒立等大的虛像v=2f可拿來檢測凸透鏡焦距
簡記為：兩兩倒等實(shí)（或物等像等像不變）
3.2f>u>f倒立放大的虛像v>2f放映機(jī)，幻燈機(jī)，投影機(jī)
簡記為：中外倒大實(shí)（或物近像遠(yuǎn)像變大）
4.u=f不成像平行光源頭燈
簡記為：點(diǎn)上不成像（或物等焦距不成像）
5.u
簡記為：點(diǎn)內(nèi)正大虛（或物小焦距像大虛）
注：u小于2f簡稱為遠(yuǎn)——離凸透鏡遠(yuǎn)一些；
u大于2f且小于f簡稱為近——離凸透鏡近一些
二、
物三像二小實(shí)倒物二像三倒大實(shí)物與像同側(cè)正大虛
物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小凸透鏡成像規(guī)律flash，1倍焦距分虛實(shí)，2倍焦距分大小。
三、
三環(huán)外①，拾到②小單反。
一三環(huán)間，拾到大投影。
一環(huán)內(nèi)，打③假④正經(jīng)⑤。
注解：①二環(huán)外：二倍焦距以外
②拾到：拾，實(shí)（虛像。到，倒（倒立）應(yīng)用：拍照機(jī)
③打：放大
④假，虛（實(shí)像）
⑤經(jīng)，放大鏡
例1老爺爺用放大鏡看報(bào)時，為了見到更大的清晰的像，她經(jīng)常這樣做（）
A．報(bào)與放大鏡不動，耳朵離報(bào)遠(yuǎn)些
B．報(bào)與耳朵不動，放大鏡離報(bào)遠(yuǎn)一些
C．報(bào)與放大鏡不動，耳朵離報(bào)近一些
D．報(bào)與耳朵不動，放大鏡離報(bào)近一些
解析：放大鏡是凸透鏡，由凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)可以看出，當(dāng)物體在一倍焦距以內(nèi)的時侯，物距越大，像距越大，像也越大。也可從成像原理得出推論，平行于主軸的光線不變，而隨著物體的遠(yuǎn)離透鏡，過光心的光線越來越緩慢，所以兩條光線的反向延長線交點(diǎn)就離透鏡越遠(yuǎn)，像就越大。也就是在一倍焦距以內(nèi)的時侯，物體離焦點(diǎn)越近，像越大。所以答案為B。
例2小明拿著一個半徑比較大的實(shí)驗(yàn)用的放大鏡，伸開四肢觀看遠(yuǎn)處的物體，他可以聽到物體的像，下邊說法中正確的是（）
A．射入眼里的光一定是由像發(fā)出的
B．像一定是實(shí)像
C．像一定是倒立的
D．像一定是放大的
解析：放大鏡是凸透鏡，在手拿凸透鏡，并下蹲了手指看遠(yuǎn)處的物體時，物距遠(yuǎn)小于兩倍焦距，所以會成像在手下側(cè)稍小于一倍焦距處。而人的雙眼在一個手指以外，所以步入人眼的光線肯定是折射光線凝聚成像后再分開的光線，我們看見就好象是從像發(fā)出的。這個像肯定是倒立縮小的實(shí)像。所以答案是C。而選項(xiàng)A中并非所有步入人眼的光線都是從像發(fā)出來的。
例3在農(nóng)村放映影片，試戲頭時，發(fā)覺屏上的影像小了一點(diǎn)，應(yīng)該如何調(diào)整放映機(jī)（）
A．放映機(jī)離屏遠(yuǎn)一些，膠卷離鏡頭遠(yuǎn)一些
B．放映機(jī)離屏遠(yuǎn)一些，膠卷離鏡頭近一些
C．放映機(jī)離屏近一些，膠卷離鏡頭遠(yuǎn)一些
D．放映機(jī)離屏近一些，膠卷離鏡頭近一些
解析：這是一道凸透鏡的應(yīng)用題，影片放映機(jī)鏡頭（凸透鏡）的焦距是不變的，按照凸透鏡成像規(guī)律，膠卷距透鏡焦點(diǎn)的距離越近，屏上成的像越大，同時，屏離透鏡越遠(yuǎn)。
凸透鏡成像，物體越緊靠焦點(diǎn)，成的像越大，此時像離凸透鏡越遠(yuǎn)（虛像、虛像都有這個規(guī)律）。反過來，物體離凸透鏡越遠(yuǎn)，成的虛像越小，像越緊靠焦點(diǎn)。凹透鏡成像，物體體離凹透鏡越遠(yuǎn)，所成的像越小，像越緊靠虛焦點(diǎn)。
從上述剖析可知，本題的正確選項(xiàng)為B。
例4某同事拍結(jié)業(yè)合照后，想拍一張獨(dú)身像。攝影師應(yīng)采取的方式是（）
A．使拍照機(jī)緊靠朋友，同時鏡頭往前縮，離膠卷近些
B．使拍照機(jī)緊靠朋友，同時鏡頭向前伸，離膠卷遠(yuǎn)些
C．使拍照機(jī)遠(yuǎn)離朋友，同時鏡頭往前縮，離膠卷近些
D．使拍照機(jī)遠(yuǎn)離朋友，同時鏡頭向前伸，離膠卷遠(yuǎn)些
解析：拍照機(jī)鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡。鏡頭后是黑箱，膠卷裝在黑箱頂部，膠卷相當(dāng)于光屏；當(dāng)拍完合照后，再拍獨(dú)身像，像要變大。成像時要使像變大，物距應(yīng)減少，同時減小像距，即拉長黑箱或使鏡頭前伸。從上述剖析可知，本題的正確選項(xiàng)為B。
例5用照像機(jī)拍攝水池頂部的物體時，若保持照像機(jī)的位置不變，比較池中有水和無水兩種情況（假定兩種情況下，人眼看見的物體等大），則有水時（）
A．黑箱應(yīng)略短一些，得到的像會略大些
B．黑箱應(yīng)略短一些，得到的像會略小些
C．黑箱應(yīng)略長一些，得到的像會略大些
D．黑箱應(yīng)略長一些，得到的像會略小些
解析：依照拍照機(jī)成像原理，當(dāng)物距增大時，像距變大，要在膠卷上得到物體清晰的像，應(yīng)將黑箱適當(dāng)減短一些，同時，膠卷上的像將比原先的像略大一些。
本例中，池水中有水時水池頂部的物體因?yàn)楣獾恼凵淇瓷先ケ葘?shí)際位置偏低，當(dāng)把水排掉無水后，池底的物體相對人來說變遠(yuǎn)了，若果一直想在原先的位置用此照像機(jī)拍到這個物體清晰的相片，按照凸透鏡成虛像時，物遠(yuǎn)像近像變小，可知他應(yīng)當(dāng)調(diào)整拍照機(jī)，使鏡頭后縮，黑箱應(yīng)略短些．
反之有水時，物體因?yàn)楣獾恼凵淇瓷先ケ葘?shí)際位置偏低，物近像遠(yuǎn)像變大，使鏡頭前移，黑箱應(yīng)略長些，所得的像會略大些．故選C．
例6測繪人員勾畫地圖時，須要在空中的客機(jī)上向地面拍照，稱為民航攝影，若使用民航攝影拍照機(jī)的鏡頭焦距為50mm，則底片到鏡頭的距離為（）
A．10mm之內(nèi)
B．略大于50mm
C．略小于50mm
D．等于50mm
解析：民航攝影是指在客機(jī)上向地面照相，因?yàn)槲矬w距離凸透鏡十分遠(yuǎn)，可以看成從無限遠(yuǎn)處入射的光線，它所成的像應(yīng)該略小于焦距。故本題的正確選項(xiàng)為C。
【評注】解決有關(guān)照單反、幻燈機(jī)和放大鏡應(yīng)用的問題都離不開凸透鏡成像規(guī)律。而把握這種規(guī)律的最好方式就是作圖，為此，朋友們在課下應(yīng)反復(fù)畫物體在凸透鏡不同位置的成像光路圖，在這個基礎(chǔ)上熟練把握知識點(diǎn)剖析中所列的表格，再做這些問題就得心應(yīng)手了。
例7物距OB為u，相距OB'為v，凸透鏡焦距為f。請用幾何方法求證1/u+1/v=1/f。
解析：詳盡解析請見本詞條推論方式中的幾何法。