（一）透镜基本知识点讲解
1、透镜
运用玻璃等透明物质制成，具有一定的厚度，表面是球面的一部分的光学仪器。利用光的折射工作。
2、主光轴和光心：通过透镜两个球面球心的直线叫透镜的主光轴，主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心，薄透镜的光心就在透镜的中心上.
3、透镜的分类
透镜分为凸透镜和凹透镜两类。
中间厚边缘薄的叫凸透镜，中间薄边缘厚的叫凹透镜，厚度远小于球面半径的透镜叫做薄透镜。每个透镜都有两个焦点，焦点到透镜的距离叫焦距。
（1）凸透镜的焦点：凸透镜对光线有会聚作用（又叫会聚透镜）。当一束平行于主光轴的光经过凸透镜折射后，会会聚到透镜的焦点上.凸透镜的焦点是实际光线会聚而成叫实焦点，凸透镜有两个焦点.由光路可逆可知，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经凸透镜折射后将变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光.
（2）凹透镜对光线有发散作用，又叫发散透镜。
凹透镜的焦点：一束平行于主光轴的光射到凹透镜上经折射后变得发散，发散光束看上去好像从折射光线的反向延长线的交点发出.这个交点，叫凹透镜的焦点.由于该焦点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点.凹透镜有两个虚焦点.
4、透镜的三条特殊光线
（1）通过光心的光线传播方向不变。
（2）平行于立轴的光线经透镜折射后通过焦点。
（3）通过焦点的光线，经透镜折射后平行于主光轴。
5、焦距的大小与对光线折射作用的关系：
（1）凸透镜的焦距与会聚作用强弱的关系：凸透镜的焦距的长短表示凸透镜对光线的会聚作用的强弱.焦距越短，凸透镜对光线的会聚作用越强，光线通过凸透镜后偏折得越厉害.凸透镜表面的凸起程度决定了凸透镜的焦距的长短，表面越凸，焦距越短，每个凸透镜的焦距是一定的.光经透镜折射后总是向厚侧偏折.
（2）凹透镜的焦距与发散作用强弱的关系：凹透镜焦距的长短反映其对光发散的作用的强弱，焦距越短，光经过凹透镜后偏折程度越大，凹透镜对光线的发散作用就越强.
（二）透镜成像规律的应用
1、几个相关的名词
物距：物体到透镜的距离(u)
像距：像到透镜的距离(v)
焦距：焦点到光心的距离(f)
2、凸透镜成像的规律及其应用
物距(u) |
像距(u) |
像的性质 |
像物关系 |
应用 |
u>2f |
f<v<2f |
倒立缩小的实像 |
异侧 |
照相机 |
u=2f |
v=2f |
倒立等大的实像 |
异侧 |
—— |
f<u<2f |
v>2f |
倒立放大的实像 |
异侧 |
投影仪 |
μ=f |
平行光不成像 |
—— |
u<f |
v>u正立放大的虚像同侧 |
放大镜 |
3、照相机
（1）工作原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏，调节镜头到胶片的距离，胶片上会出现景物清晰倒立的像，但像比物小得多.
（2）照相机的调节及使用方法：在实际操作中，当拍摄近的景物时，应旋转镜头上的调焦环，使镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物时，，应使镜头往后缩，离胶片近一些.照相机上光圈的作用是控制进入照相机的光的多少，快门控制进光的时间.一般要使拍摄景物的像大些，照相机应离景物近些，同时镜头与胶片相距大些（即镜头要前伸）.
4、投影仪
（1）工作原理：投影仪上有一个相当于凸透镜的镜头，镜头的作用除了放大投景胶片的图像外，还有聚光作用，使投影的像的亮度增大.为了使投影胶片上的图像射到光屏上，投影仪上增加了一个平面镜，平面镜的作用是改变光线的传播方向.
（2）投影仪的调节及使用方法：若要使屏幕上的像大些，应使凸透镜与投影胶片的距离减小（主要是调节投影仪的镜头上的凸透镜）.投影仪上所形成的像，是倒立的，且比物体大得多.
5、放大镜
（1）工作原理：放大镜实质是一个凸透镜，一般焦距较短.放大镜是利用物体在其焦距内成放大的虚像从而达到看清物体的目的.
（2）放大镜使用时的注意事项：放大镜并不是在任何情况下对物体都有放大作用.只有在放大镜距离物体适当位置（物体在放大镜的焦距内）时才有放大作用.放大镜成像不需要光屏接收就能看到，因为所成的像是虚像不能在光屏上显示出来.
6、判别凸透镜成像性质的方法
（1）推理法：根据凸透镜成像的规律，即从物距与像距的关系、像的性质（实像、虚像）、像物的位置关系三个方面进行判断.如u>2f，成倒立缩小的实像；f <u<2f，成倒立放大的虚像；u<f，成正立放大的虚像.
（2）作图法：由点光源射向凸透镜的许多光线中有三条特殊光线：①平行于主光轴的光线折射后过焦点；②从焦点处发出的光线折射后平行于主光轴；③过光心的光线方向不变.我们可采用其中任意两条光线，用作光路图的方法来确定像的性质、物距、像距，如图所示.
（3）像的虚实的分界点是焦点，像的大小的分界点是2倍焦距处。
例题讲解
例1、要使小灯泡发出的光经某透镜后变成平行光，应把小灯泡放在（ ）
A．凸透镜前任意位置 B．凸透镜的焦点上
C．凹透镜前任意位置 D．凹透镜的焦点上
点拨：
平行光被凸透镜折射后会聚到焦点，根据光路的可逆性，从焦点发出的光经凸透镜折射后变为平行光。
答案：B
例2、图中光路图正确的是（ ）
点拨：
平行于光轴的光线经凸透镜折射后应通过焦点，故图A错误，图B正确；光心是凸透镜上一个特殊的点，其特点是：通过它的光线传播方向不变，故图C正确；凸透镜对任何光线都有会聚作用，会聚光线射向它折射后不会成为平行光，故图D错误。
答案：BC
例3、如图所示，一塑料薄膜组成的棚顶下堆放着一堆干草，夏天的雨后，阳光穿过薄膜上的积水，照射到干草上，则下列说法正确的是（ ）
A．薄膜上的积水形成一个大的凸透镜，如果其焦点恰好能在干草处，干草有可能燃烧
B．透镜都是固体物质组成的，液体不能起凸透镜作用
C．起凸透镜作用的应是塑料薄膜
D．水和塑料薄膜共同起凸透镜作用
点拨：
制作透镜的材料不光是玻璃，还可以是一些透明材料及其组合：像透明塑料、冰、水和塑料薄膜的组合等。题中水和塑料薄膜组成了一个平凸透镜，它对光线同样有会聚作用，若干草堆放的地方恰好是该透镜的焦点处，当太阳光透过该透镜时，就会会聚到干草上，干草就有可能燃烧。
答案：AD
例4、（教材变型题）下列说法中正确的是（ ）
A．焦距大的凸透镜比焦距小的凸透镜聚光程度好
B．焦距小的凸透镜比焦距大的凸透镜聚光程度好
C．材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越小
D．材料相同、直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越大
点拨：
焦距越小的凸透镜对光的会聚作用越强。故B正确，A错误。材料相同，直径相同的凸透镜，形状越凸，焦距越小，聚光作用越强，C正确，D错误。
答案：BC
例5、在图的方框中的A、B两处，各安放一个透镜，使间距较窄的平行光变为间距较宽的平行光.
思考：
倘若两条光线折射后位置上下对调，A、B中的透镜又是什么呢？
点拨：
平行光经透镜折射后会聚到焦点，而焦点发出的光线经透镜折射后又能成为平行光。故用两个凸透镜可完成光路，或用一个凸透镜，一个凹透镜就可以完成光路。光路图下图所示.
例6、物体放在凸透镜前某一位置时，在透镜另一侧离透镜10cm的光屏上成一个倒立、缩小的像。当物体移到凸透镜前10cm处，所成的是（ ）
A．倒立、缩小的实像 B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的虚像 D．正立、等大的实像
点拨：
像距v=10cm，由于成倒立、缩小的实像，据凸透镜成像规律得f<v<2，所以f<10cm<2f，解得5cm<f<10cm。当u=10cm时，可得物距所处范围为f<u<2f，所以成倒立、放大的实像。此题也可根据光路的可逆性求解。根据题意，当物距与原来像距相等时，则成像位置与原来物体所在位置相同，像距大于此时的物距，成倒立放大的实像.
答案：B
例7、四位同学在测量自己的体温后，分别沿图中的A、B、C、D（ ）
点拨：
各方向观察读数，其中沿A方向观察易于读数，这是因为体温计在设计时应用了放大镜原理。
答案：A
例8、如图所示，放映幻灯片时，要使银幕上出现放大的“F”这母，幻灯片正确的放法应该是图（ ）
点拨：
由于幻灯机镜头中间厚、边缘薄，既然上下会倒立，则其左右也会互换.因此正确选项为D。
答案：D
例9、用照相机拍全班合影后，用同一相机改拍个人照片，这时应该（ ）
A．把相机离人近一些，同时镜头前伸
B．把相机离人近一些，同时镜头后缩
C．把相机离人远一些，同时镜头前伸
D．把相机离人远一些，同时镜头后缩
点拨：
照完集体照，再照个人照，要求像变大，则物距应减小，同时像距会增大，因此应调节镜头与胶片的距离远一些，应使镜头前伸。
答案：A
例10、将一支点燃的蜡烛立于凸透镜的一侧，调节光屏，可以得到一清晰的像.若用一不透明物体挡住凸透镜的上半部，则在光屏上（ ）
A．只能成半个烛焰的像，像的亮度不变
B．只能成半个烛焰的像，且亮度减弱
C．仍成整个烛焰的像，像的亮度不变
D．仍成整个烛焰的像，像的亮度减弱
点拨：
用不透明物体遮住了透镜的上半部后，仅仅是挡住了从烛焰上每发光点发出光线的一半，而另一半仍会通过凸透镜的下半部会聚成像，因此，所成像完整，但会聚的光线少了，则像的亮度减弱。
答案：D
