在光学中，实际光线会聚所成的像，能显示在屏幕上的叫实像；光线反向延伸会聚所成的像，不能显示在屏幕上的叫虚像。在谈到实像与虚像的区别时，常常会提到这样的区分方法：“实像倒立，虚像正立。”
结构
凸透镜：边缘薄，中间厚，至少有一个表面做成球面，或两个表面都做成球面。可分为双凸透镜、平凸透镜和凹凸透镜三种。
凹透镜：边缘厚，中间薄，至少有一个表面做成球面，或两个表面都做成球面。可分为双凹、平凹、凸凹透镜三种。
光学特性（对光的影响）
凸透镜主要聚焦光线。
凹透镜主要使光线发散。
成像特性
凸透镜经折射成像，所成图像可以是正立的、倒立的、虚像、实像、放大的、等大的、缩小的。
凹透镜为折射像，只能形成正立的、缩小的虚像，对光线有发散作用。
表格摘要
规则摘要
规律一：当物距大于2倍焦距时，像距在1到2倍焦距之间，形成倒立的、缩小的实像。此时像距小于物距，像小于物，物与像在相对的两侧。
应用：照相机、摄像机。
规则1
规律二：当物距等于2倍焦距时，像距也等于2倍焦距，形成倒立的、等大实像。此时物距等于像距，像与物等大，物与像在相对的两侧。
规则 2
规律三：当物距小于2倍焦距和大于1倍焦距时，像距大于2倍焦距，形成倒立的、放大的实像。此时像距大于物距，像大于物体，像位于物体的对侧。
用途：投影仪、幻灯片放映机、电影放映机。
规则 3
规则4：当物距等于1倍焦距时，不形成图像，光以平行光形式发射。
规则 4
规律五：当物距小于1倍焦距时，形成正立放大虚像，此时像距大于物距，像大于物，物与像在同一侧。
应用：放大镜。
规则 5
记忆技巧
1、单焦点可分辨实与虚，双焦点可分辨大与小，双焦点可分辨物体与图像等。
实像总是倒立在另一侧，虚像总是直立在同一侧。
当物体靠近时，它们看起来比远离时大；当物体远离时，它们看起来比靠近时小。
（远近是相对于焦点而言的，既适用于实像，也适用于虚像）
图像的大小以及图像与物体之间的距离是固定的，但是图像在追逐物体，物体与图像之间的距离是不断变化着的。
注：这里的一个焦距是指平行光源通过透镜会聚到主光轴的点到透镜光学中心的距离，也可以直接称为焦距；两个焦距是指这个距离的两倍。
凸透镜成像的两个分界点：
点2f为放大实像与缩小实像的分界点；点f为实像与虚像的分界点。
2.凸透镜，聚焦光线，形成的像的形态很有趣；
双倍焦距区分大与小，一倍焦距区分实与虚；
第二焦距以外的尺寸确实小，所以我们把它当成相机来用；
第一和第二个焦距相当大，我们把它们用作投影仪。
焦点内的区域非常空，我们把它当作放大镜来使用；
为了获得相等的实像，将物体放置在两倍焦距处；
焦点不成像，点光可以转化为平行光；
在心里记住成像定律，镜头的应用是无穷无尽的。
物体近（远），图像远（近），图像变大（变小）。
3、随着物体向前移动，影像向后移动，影像越来越大，大影像始终在小影像的后面，它们朝同一个方向移动。
成像实验
光学夹具
为了研究各种猜想，人们常常利用光具座进行实验。
（1）实验时，应调整凸透镜与光屏的高度，使它们的中心与蜡烛火焰的中心保持在同一水平，以保证蜡烛火焰的图像能成像在光屏的中央。
（2）实验时，保持凸透镜位置不变，改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离，观察并记录实验现象。
根据实验，透镜成像光路如下：
①将蜡烛置于2倍焦距处，观察现象
②将蜡烛置于2倍焦距和1倍焦距之间，观察现象
③将蜡烛放在一个焦距内，观察现象
④ 制作凸透镜成像光路
⑤ 进行重复实验（3-5次，找出实验的一般规律）
应用
人类的眼睛
人眼所成的图像是实像还是虚像？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，因此外界物体在视网膜上的像一定是实像。按照上述经验定律，物体在视网膜上的像好像是倒立的。但我们日常生活中看到的任何物体，明明都是正立的呢？这个与经验和规律相冲突的问题，其实涉及到大脑皮层的调节功能和生活经验的影响。由于视觉误差，人眼认为光是物体发出的，直接进入人眼的。
当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体形成的是倒立的像。当物体由远处靠近透镜时，像逐渐变大，像与透镜的距离也逐渐增大。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体形成的是放大的像。此像不是实际折射光的会聚点，而是它们的反向延长线的交点。它不能被光屏接收，是一个虚像。与平面镜所成的虚像（不能被光屏接收，只能用眼睛看见）形成对比。
相机
照相机的镜头是凸透镜，所要拍摄的景物是物体，胶片是光幕。照射到物体上的光线经凸透镜发生漫反射最终在胶片上形成物体的像；胶片上涂有一层感光物质，经曝光后发生化学变化，物体的像就记录在胶片上，而物距与像距的关系恰好与凸透镜的成像规律相同。当物体靠近时，像就越来越远，越来越大，最后在同一侧形成虚像。物距增大，像距减小，像就变小；物距减小，像距增大，像就变大。一个焦距区分虚与实，两个焦距区分大与小。
其他
投影仪、幻灯机、投影仪、放大镜、探照灯、摄像机、照相机等都使用凸透镜。凸透镜改善了我们的生活，在我们的生活中无时无刻不在用到。远视眼镜是凸透镜，近视眼镜是凹透镜。
凸透镜还用于：
1. 拍照和录音
2. 投影、幻灯片、电影
3. 用于特殊效果灯光（聚焦成各种颜色）
4、虚像用于放大文字、工件、地图等。
测量焦距
设备
光具座、光屏、标尺、凸透镜
步
①将凸透镜对准太阳
②让光屏和凸透镜接收另一侧的光斑
③改变光屏与凸透镜的距离
④当屏幕上光点最小、最亮时，将其固定在白纸与凸透镜的位置，用尺子（或用圆规量出凸透镜中心到光点的距离，截取圆规角之间的长度）测量出此时凸透镜中心到光点的距离，这个距离就是凸透镜的焦距。
注意
1.在阳光下有效。下雨天，放大镜可能无法形成光斑！
2、在强光下要小心火苗，远离易燃物品，以防火灾。
3、确保凸镜、光屏中心和蜡烛火焰中心在同一条直线上。
常规记忆
一，
1.u>2f，反转并缩小的实像f
简单来说就是：外面小，里面小（或者远处物体靠近时图像变小）。
2.u=2f网校头条，倒实像v=2f可用来测量凸透镜的焦距
简而言之：两件事物在现实中相等（或同一事物和同一图像保持不变）
3.2f>u>f 倒置放大的实像 v>2f 投影仪、幻灯机、投影仪
简单来说就是：物体近了，图像就大；物体远了，图像就大。
4.u=f不形成平行光源探照灯
简而言之：在某一点不成像（或在相同焦距下不成像）
5.u
简单来说就是：点正，像大（或者物小，焦距大）。
注：u大于2f称为远——距凸透镜较远；
u小于2f且大于f，这被称为近距——更接近凸透镜
二，
三物两像，小，实，倒，二物三像，大，实物与像在同一侧，大，虚
物体近时，像变大；物体远时，像变小。焦距1倍可区分实与虚，焦距2倍可区分大与小。
三，
在二环路①外，发现②一台小型摄像机。
在第一环和第二环之间，我发现了一个很大的突起。
一环之内，打击③假④认真⑤。
注： ① 第二环以外：双倍焦距以外
② 拾取：拿起，实（实像。至，倒置（颠倒） 应用：相机
③ 点击：放大
④ 假的、虚的（虚像）
⑤ 佛经、放大镜
应用示例
例1 一位老太太用放大镜看报纸时，为了看得更大更清楚的图像，她常常这样做（ ）
A. 保持报纸和放大镜不动，眼睛不要看报纸
B. 保持报纸和眼睛静止，并将放大镜远离报纸
C、保持报纸和放大镜静止，并将眼睛靠近报纸。
D. 保持报纸和眼睛静止，并将放大镜靠近报纸。
分析：放大镜是凸透镜，由凸透镜成像实验可知，物体在一个焦距以内时，物距越大，像距越大，成像越大。从成像原理还可得出，平行于主轴的光线不变，随着物体远离透镜，通过光心的光线越来越平滑，所以两光线交点离透镜越远，成像越大。即在一个焦距以内，物体越靠近焦点，成像越大。所以答案为B。
例2：小明手拿一个口径较大的放大镜做实验，他伸出胳膊看远处的一个物体，看到了物体的图像。下列说法正确的是（ ）
A.进入眼睛的光线必须由图像发出。
B. 图像必须是虚拟图像
C. 图像必须颠倒
D. 图像必须放大
分析：放大镜是凸透镜，当你手握凸透镜，伸开手臂看远处物体时，物距远大于两倍焦距，所以成像会在手内侧略大于一个焦距的地方成像，而人眼距离超出一臂之长，所以进入人眼的光线一定是经过折射后汇聚成像再分离的光线，我们看到的好像都是从像中发出的，这个像一定是倒置的、缩小的实像。所以答案为C。选项A中，进入人眼的光线并非全部都是从像中发出的。
例3：在农村放映电影时，测试镜头时发现银幕上的图像有点小，请问投影机该如何调整？（）
A.投影机距离屏幕较远，胶片距离镜头较远。
B、放映机距离屏幕较远，胶片距离镜头较近。
C.放映机距离屏幕较近，胶片距离镜头较远。
D.放映机距离屏幕较近，胶片距离镜头较近。
分析：这是一道凸透镜的应用题，电影放映机镜头（凸透镜）的焦距是常数，根据凸透镜的成像规律，胶片离镜头焦点越近，屏幕上成像越大，同时屏幕离镜头越远。
凸透镜成像时，物体离焦点越近，像就越大，像离凸透镜越远（此规律对实像和虚像都适用）。反之，物体离凸透镜越远，实像就越小，像离焦点就越近。凹透镜成像时，物体离凹透镜越远，像就越小，像离虚焦点就越近。
通过以上分析，我们可以看出，本题的正确答案是B。
例4：同学拍完毕业照后，想拍一张单人照，摄影师应该采取的方法是（ ）
A.将摄影机移近学生，并将镜头移回以靠近胶片。
B. 将摄影机移近学生，并将镜头向前移动，远离胶片。
C. 将摄影机从学生身上移开，并将镜头向后移动以靠近胶片。
D. 将摄影机从学生身上移开，并将镜头向前移动，远离胶片。
分析：照相机镜头相当于凸透镜，镜头后面是暗室，暗室下方安装有胶片，胶片相当于光幕。拍完合影后再拍单人照，成像应该更大。要使成像更大，就要缩短物距，同时要增加像距，也就是加长暗室或把镜头往前伸。从以上分析可知，本题正确选项为B。
例5：用相机拍摄水池底部的物体时，若相机位置不变，对比有水和无水两种情况（假设两种情况下人眼所见物体大小相同），则有水时（ ）
A.暗室要稍微短一点，图像会稍微大一点。
B.暗框要稍微短一点，图像会稍微小一点
C.暗室要稍微长一点，得到的图像就会稍微大一点
D.暗室要稍微长一点，得到的图像会稍微小一点
分析：根据照相机的成像原理，当物距减小时，像距变大。要使物体在胶片上获得清晰的像，暗室长度应适当缩短。同时，胶片上的像会比原像略大。
在这个例子中，当池子里有水时，由于光的折射，池底的物体看起来比实际位置高。当水排干后，池底的物体相对于人就变得较远了。如果还想用这个相机把物体在原来位置拍得清晰，根据凸透镜成实像时，远处的像变小，近处的像变小，可见应该调整相机，缩回镜头，暗室稍微短一点。
相反，有水时，由于光的折射，物体看起来比实际位置高，物近物远，所以镜头要前移，暗室要稍长，拍出来的像会稍大一些。所以答案为C。
例6：测量人员绘制地图时，需要从空中的飞机上拍摄地面的照片，这种拍摄方式叫航空摄影。若航空摄影相机的焦距为50毫米，则胶卷到镜头的距离为（ ）
A. 10mm以内
B.略小于50mm
C.略大于50mm
D. 等于50mm
分析：航拍是指用飞机拍摄地面的照片。由于被摄物体距离凸透镜很远，可以看作是来自无限远距离的光入射，其成像应该比焦距略大。因此，本题正确答案为C。
【点评】解决照相机、幻灯机、放大镜等应用问题，都离不开凸透镜的成像规律，而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，学生课后要反复画出物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在此基础上，掌握知识点分析中列出的表格，就能轻松解决这类问题。
例7 物体距离OB为u，距离OB'为v，凸透镜焦距为f，请用几何方法证明1/u+1/v=1/f。
分析：详细分析请参见本词条推导方法中的几何方法。
透镜成像问题的解决策略及其在初中物理中的应用
教师指导学生学习透镜成像及其应用问题，除了深入学习物理课程标准和各版本教材外，善于总结知识、提炼方法是十分重要的。
我认为引导学生学好以下问题至关重要。
1.让学生掌握中考知识点，心中有数
1、认识透镜的焦点、焦距、主光轴；认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，能正确画出光路图。
2、通过实验了解凸透镜的成像规律，并能运用其解决问题。
3.了解照相机、投影仪、放大镜、显微镜、望远镜的工作原理。
4.了解近视、远视的成因及矫正方法。
2.解读好重点难点问题是基础
1、如何区分凸透镜与凹透镜：
（1）手感：凸透镜是中间厚，边缘薄；凹透镜是中间薄，边缘厚。
（2）看一下：凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
（3）使用它：能放大物体的透镜是凸透镜，反之则是凹透镜。
（4）试验一下：凸透镜是能在屏幕上成像（即形成实像）的透镜。凹透镜是无论如何也不能在屏幕上成像的透镜。
【例1】如图所示，对光线有发散作用的透镜是（）
A。
B.
C。
D.
答案：B。
分析：中间比边缘厚的透镜为凸透镜，对光有会聚作用；中间比边缘薄的透镜为凹透镜，对光有发散作用。凹透镜就是中间比边缘薄的透镜。凹透镜对光有发散作用，所以又叫发散透镜。符合这个特性的透镜为B。
2、特殊光对绘制光路图的重要性：
3. 三种成像方式的比较：
4. 近视和远视的特征、成因及矫正
近视是指眼睛只能看清近处物体，而看不清远处物体。其原因有：晶状体太厚、屈光力太强或眼球前后方向过长，使远处一点的光线汇聚在视网膜前，到达视网膜时，已不再是一个点，而是一个模糊的斑点。需配戴凹透镜进行矫正。
远视是指眼睛只能看清远处的物体，而看不清近处的物体。其原因是：晶状体太薄、屈光力太弱或眼球前后方向太短，使近处一点的光线在汇聚成一点之前就到达视网膜，在视网膜上形成模糊的光斑。需配戴凸透镜进行矫正。
5、深刻理解凸透镜的成像规律：
（1）焦点是虚像与实像的分界点，当物体在焦点外时，会在屏幕的另一侧形成实像；当物体在焦点内时，则会在同一侧形成虚像。
（2）2f是实像放大与缩小的分界点。当u=2f时，实像与物体等大；当u>2f时，实像缩小；当f<u<2f时，实像放大。
（3）凸透镜成像时，物距u越小，像越大，像距v越大；物距u越大，像越小，像距v越小。
（4）根据u与v的关系，也能够判断像的性质。当u＞v时，像小于物；当u=v时，像与物等大；当u＜v时，像大于物。
（5）凸透镜所成的实像都是倒立的，所成的虚像都是正立的。
（6）可以这样记忆和理解：实像倒立且在对侧，虚像正立且在同一侧；一个焦距区分实与虚，两个焦距区分大与小；当物体向凸透镜移动时，实像变远、变大，而虚像变近、变小。
3. 用典型事例展示学生解决问题的能力是关键
【例2】如图所示，光经过某一光学元件后，传播方向发生改变，图中虚线框内的光学元件为（）
A.凹透镜 B.凸透镜
C.平面镜 D.潜望镜
答案：B。
分析：本题考查学生运用所学知识分析、解决实际问题的能力。完成透镜光路图、选择合适的透镜是透镜构造的常见题型，要求学生掌握凸透镜和凹透镜的光学特性。
仔细观察各个图中出射光和入射光的特性，根据各种透镜、镜子的光学特性找到合适的光学元件。
从图中可以看出，折射光比入射光更向主光轴方向汇聚，透镜对光线有汇聚作用，因此虚线框内的光学元件为凸透镜。
【例3】在探究凸透镜运动规律的实验中，图中蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图所示，蜡烛火焰在光屏上形成清晰的像，下列说法正确的是？
A.凸透镜的焦距可能是8厘米
B.图中凸透镜的成像特性应用到相机上
C.保持镜头与屏幕在不同位置，移动蜡烛，蜡烛火焰仍能在屏幕上形成清晰的图像
D、保持蜡烛和屏幕静止，移动凸透镜，屏幕上就会出现清晰的放大的蜡烛火焰图像。
答案：ABD。
分析：本题考查凸透镜成像规律及特点的应用，理解凸透镜的成像规律是关键。
（1）（2）当u＞2f，f＜v＜2f时，形成倒置缩小的实像，其应用是照相机；
（3）当物距变化时，为了在屏幕上获得清晰的图像，像距也应发生变化；
（4）凸透镜成实像时，若形成缩小像，则像距小于物距；若形成放大像，则像距大于物距。
从图中可以看出，此时的物距为30cm，大于像距，实像为倒立缩小的图像。其应用是照相机，所以B正确；若凸透镜焦距为8cm，从图中可以看出，物距u=30cm，大于2倍焦距，像距为20cm，像距介于1倍焦距和2倍焦距之间，不能满足要求，所以A错误；保持透镜与光屏处于不同位置，移动蜡烛，此时应移动光屏，使蜡烛火焰在光屏上形成清晰图像，所以C错误；从图中可以看出，此时像距小于物距，所以在光屏上形成倒立缩小的实像。若将蜡烛与光屏对调，此时像距大于物距。 根据光路可逆性，此时应该形成一个倒置放大的实像，所以D正确。
【例4】小明拍了一张照片，拍完一张照片后，往相机走近几步，又拍了一张照片，如果相机的位置不变，拍照片的人应该（）
A、将镜头向外拉一点，使人像变大；
B、将镜头向内移动初中物理凹透镜成像，使肖像变大；
C、将镜头向外拉一点，使人像变小；
D、将镜头向内移动，使肖像变小。
答案：A
分析：照相机是利用凸透镜的原理制成，形成倒置的、缩小的实像。镜头相当于凸透镜。人或其他被拍摄物体应该在2倍焦距之外，成像应该在1到2倍焦距之间。当小明向照相机走近几步时，物距减小，所以像距应该增大，像也变大。将镜头向外拉一点，像距增大，就满足要求了。
【例5】图中表示的是凸透镜形成实像时像距v与物距u的关系。分析图像
有关资料表明（）
A.凸透镜的焦距为10厘米
B.当物距u=30cm时，像距v=15cm
C.当物距增加时，像距也增加
D.当物距u=15cm时，图像缩小。
答案：A
分析：凸镜的定律和使用图像的信息来解决关键点，即u = 20厘米，v = 20厘米，u = v = 2f = 2f = 20cm。
答：从图中，我们知道u = v = 2f = 20cm，因此凸透镜的焦距为10厘米，因此A是正确的；
B.当对象距离u = 30cm ＞2f = 20cm，2f v＞ f时，即20厘米＞ v v＞10cm，所以b是错误的；
C.当凸透镜头形成真实图像时，图像距离随着对象距离的增加而降低，因此C是错误的；
D.当对象距离u = 15厘米，2F u u f时，形成了倒置和放大的真实图像时，d是错误的。
4.与镜头成像有关的出色培训问题，与高中入学考试相同的难度（包括答案）
1.目前显示的蜡烛，凸镜和光屏的位置。
A.倒置和减少B.倒立和相等
C.倒倍放大D.直立放大倍数
答案：C。
2.某人只能清楚地看到遥远的对象，但不能看到以下关于此人愿景的陈述。
A.远视，用凸透镜校正
B.远视，用凹形镜头校正
C.近视，用凸透镜校正
D.近视，用凹形镜头纠正
答案：A。
3.如图所示，早期的摄影室中的摄影师看起来像是在框架上颠倒了。
答：将相机带到两个摄影师附近，以便您可以看到他们的全身图像。
B.在肖像变小时，调整相机和两个摄影师之间的距离，应减少相机镜头和胶片之间的距离。
C.为了使肖像更明亮，您必须在两位摄影师后面添加“填充灯”。
D.当今的摄像机使用光学或电子技术将倒立图像转换为直立图像，以便于观察。
A. A和B B. A和C
C. B和D D. C和D
答案：C。
4.当小米探索凸镜的成像定律时，他首先使用两个凸镜A和B进行了焦点，他将镜头A和灯光屏幕上的灯光分别放在图像上，这是一个清晰的图像。镜头B，蜡烛和镜头的位置保持不变。
答：屏幕上的图像被放大。
B.屏幕上的图像减少了。
C. F1 ＜f2
D. F1＞ f2
答案：BD。
5.在“凸镜成像”的实验中，当蜡烛，凸形镜头和光屏的位置如图所示，蜡烛的图像在光屏中心接收到以下哪个陈述。
答：屏幕上的图像具有与相机形成的图像相同的属性。
B.如果只凸起凸透镜，屏幕上的图像将向上移动
C.如果仅将蜡烛移到左侧，则屏幕还将接收图像
D.如果仅将凸透镜移动到左侧，则屏幕还将接收图像。
答案：广告
6.使用手机相机扫描QR码可以快速登录到网页并访问网络数据。
答：相机等同于凹面镜头
B.确保QR码在相机的焦距之外。
C. QR码不是光源
D. QR码的黑色部分反射光初中物理凹透镜成像，而白色部分吸收光
答案：C
7.如光路图所示，F是镜头的焦点。
答案：C
8.在“探索凸透镜的成像定律”的实验中，某个类别的学生记录并绘制了从图像到凸镜的距离V与从物体到凸形镜头的距离U之间的关系。
答：凸透镜的焦距为16厘米
B.当U = 12 cm时，可以在屏幕上获得还原图像。
C.当U = 20厘米时，图像会放大。
D.当物体从凸透镜从12厘米移动到24厘米时，图像逐渐变小。
答案：D
9.每年的6月6日是全国性的眼部护理日。
答案：b;
10.在“探索凸透镜的成像规则”的实验中
（1）为了测量镜头的焦距，进行了图A所示的实验。
（2）在正确安装和调整实验设备后，组件的位置如图B所示。清晰，倒置（选择“放大”，“减少”或“相等大小”）可以在光屏上获得（选择“摄像机”，“投影仪”或“放大镜”）。
（3）在图B中，如果凸透镜的位置保持不变，并且交换了蜡烛和光屏的位置，则成像情况符合（选择“相机”，“投影仪”或“放大器”）的原理。
答案：（1）10.0;
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