【本讲教育信息】
一. 教学内容：
第二章 第三节 凸透镜成像
【教学目标】
（1）知道凸透镜和凹透镜。
（2）掌握凸透镜和凹透镜对光的折射作用。
（3）能根据凸透镜和凹透镜的性质完成相关光路图。
（4）掌握凸透镜成像规律。
（5）了解实像和虚像。
（6）能运用凸透镜成像规律解决相关实际问题。
二. 重点、难点：
1. 重点：
（1）凸透镜、凹透镜对光的作用。
（2）凸透镜成像规律。
2. 难点：
凸透镜成像规律及其运用。
三. 重点知识：
1. 眼睛和照相机比较
照相机：物体发出的光线经照相机中的凸透镜折射会聚在胶片上，成一个倒立缩小的实像。
眼睛：物体所发出的光线经眼球中的晶状体折射会聚在视网膜上成一个倒立缩小的实像。
眼球中的晶状体相当于照相机中的凸透镜，眼球中的瞳孔相当于照相机中的光圈，眼睛中的视网膜相当于照相机中的胶片。
2. 凸透镜和凹透镜
（1）相关概念
a. 透镜：能让光透过对它起折射作用的镜片，可以是玻璃制作，也可以是塑料、树脂等其它透明材料制成。
b. 凸透镜：中间厚、边缘薄的透镜，如下图所示。
c. 凹透镜：中间薄、边缘厚的透镜，如下图所示。
（2）凸透镜性质
a. 平行光线经凸透镜折射后会聚于一点，如图（1），其中透镜的中心叫光心，用O表示。平行光线会聚的点，叫焦点，用F表示，OF之间的距离叫焦距，用f表示，所以凸透镜对光有会聚作用。
右侧射来的平行光线也会会聚在左侧，一般来说，凸透镜左右二侧各有一个焦点，并且焦距相等，如图（2）。
b. 焦点发出的光线经凸透镜折射后变成平行光线，如图（3）。
图（3）和图（1）比较说明光具有可逆性，平行光线经凸透镜折射后会聚于焦点，焦点发出的光线经凸透镜折射后变成平行光线。
c. 三条特殊光线：
图（4）：
平行光线经凸透镜折射后经过焦点
图（5）：
经过焦点的光线折射后变成平行光线
图（6）：
经过光心的光线折射后方向不变
（3）凹透镜性质
a. 平行光线经凹透镜折射后变成发散光线，发散光线的反向延长线交于一点。
如图（7），发散光线反向延长线的交点也叫焦点，因为该点并没有实际光线会聚，所以称为虚焦点。
所以凹透镜对光线具有发散作用。
同样，右侧射来的平行光线经凹透镜折射后也变成发散光线，发散光线的反向延长线也会交于一点，如图（8）。
b. 根据光的可逆性可知，延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后变成平行光线，如图（9）。
图（9）和图（7）比较，说明了光的可逆性。
c. 三条特殊光线
图（10）：
平行光线经凹透镜折射后变成发散光线，发散光线的反向延长线经过焦点。
图（11）：
延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后变成平行光线。
图（12）：
经过光心的光线折射后方向不变。
3. 凸透镜成像规律
（1）凸透镜成像实验注意点
在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，使烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心在同一高度，以保证像成在光屏中央。
（2）凸透镜成像规律
a. 物距、像距、像的性质、含义
物距：物体到透镜的距离，用u表示。
像距：像到透镜的距离，用v表示。
像的性质：指像是倒立还是正立，是放大还是缩小，是实像还是虚像。
b. 成像规律如下表：
c. 二个特殊的点
“2F”点是凸透镜成放大像还是缩小像的分界点：
物体在2F点外成缩小像。
物体在2F点内成放大像。
刚好在2F点成等大的像。
“F”点是凸透镜成实像还是虚像的分界点：
物体在F点外，成实像。
物体在F点内，成虚像。
物体在F点上不能成像。
d. 物体和像的变化
当物体从远处向焦点移近时，凸透镜所成的像逐渐远离另一侧焦点，并且越来越大。（照相机、幻灯机）
当物体从光心处向焦点移近时，凸透镜所成的像逐渐变大。（放大镜）
4. 实像和虚像
【典型例题】
例1. 填上入射光线或折射光线，完成下列光路图。
分析解答：（1）经过焦点的光线经凸透镜折射后变成平行光线，如下：
（2）经过光心的光线折射后方向不变，如下：
（3）平行光线经凹透镜折射后变成发散光线，发散光线反向延长线经过焦点，如下：
（4）根据光的可逆性，延长线经过焦点的光线经凹透镜折射后变成平行光线，所以入射光线应该为平行光线，如图：
（5）平行光线经凸透镜折射后会聚于焦点，如图：
例2. 在框内填上适当的光学仪器：
分析解答：（1）光的传播方向发生了改变，填平面镜，如下：
（2）对光起到了发散的作用，填凹透镜，如下：
（3）对光起到了会聚作用，填凸透镜，如下：
（4）跟原来的入射光线的方向比，折射后的光线夹角更小，对光起到了会聚作用，填凸透镜，如下：
例3. 拍照时，摄影机在拍好顾客的全身照后，要再为顾客拍半身照，应该怎样调节照相机及照相机和顾客间的距离。
分析解答：全身照时所成的像小，半身照时所成的像大，所以从全身照转到半身照是使人所成的像变大。
要使凸透镜（照相机）所得到的像变大，要同时采用二个措施：
（1）移近照相机与顾客的距离
（2）拉长暗箱长度
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
一. 选择题。
1. 下列光学元件中，能对光线起会聚作用的是（ ）
A. 平面镜 B. 凹镜 C. 凸透镜 D. 凹透镜
2. 下列说法中正确的是（ ）
A. 耳科医生给病人检查时，额前戴的是凸镜
B. 平面镜对光线的反射遵循反射定律，凸镜对光线的反射不遵循反射定律
C. 凸透镜也称发散透镜，凹透镜也称会聚透镜
D. 物体经凸透镜可以成虚像，也可以成实像
3. 下面哪一个是实像（ ）
A. 通过汽车上的观后镜看到的像
B. 放映电影时银幕上的像
C. 平静的水面所映出的明月的像
D. 照镜子看到的像
4. 幻灯放映员想使银幕上原来较小的像再大些，下面的操作中可行的是（ ）
A. 幻灯机远离银幕，镜头移近幻灯片
B. 幻灯机移近银幕，镜头远离幻灯片
C. 幻灯机远离银幕，镜头远离幻灯片
D. 幻灯机移近银幕，镜头移近幻灯片
5. 物体从距凸透镜12厘米处移动到距凸透镜20厘米处，调整光屏的位置，总能在光屏上得到倒立、放大的像，由此可知此凸透镜的焦距可能是（ ）
A. 10厘米 B. 12厘米 C. 20厘米 D. 以上都不对
6. 某同学在学习“眼球折光系统”一节时，制作了一个眼球模型，如下图，模型中的凸透镜相当于晶状体，烧瓶的后壁相当于视网膜，烧瓶里放有一种透明液体表示玻璃体，则图示表示的眼球模型和应采取的矫正措施分别是（ ）
A. 远视眼模型，用凸透镜矫正
B. 近视眼模型，用凹透镜矫正
C. 近视眼模型，用凸透镜矫正
D. 远视眼模型，用凹透镜矫正
二. 填空题。
1. 用焦距是10厘米的凸透镜，使烛焰在光屏上成倒立、缩小的实像，蜡烛到凸透镜的距离应该大于___________厘米；当蜡烛到凸透镜的距离小于___________厘米时，透过凸透镜能看到正立、放大的虚像。
2. 某摄影师在给顾客拍摄全身像后，准备让顾客不动，再用该相机给他拍摄半身像，如果相机镜头焦距不变，则摄影师应将相机向___________移动；同时暗箱应___________（本空填“变长”、“不变”或“变短”）。
3. 用放大镜观察邮票，邮票应放在_________以内；看到的像是__________、__________、__________；并且邮票和像在放大镜的___________侧。（填“同一”或“两”）
三. 实验探究题。
1. 在“研究凸透镜成像规律的实验中”：
（1）在实验时，应先调节烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在___________，其目的是为了_________________________________。
（2）当蜡烛在凸透镜左侧距凸透镜20cm的时候，在光屏上得到一个倒立等大的实像，则凸透镜的焦距___________cm；当蜡烛再向凸透镜靠近5cm时，所成的像的性质是_________________________________，利用此原理制成了___________。
（3）做实验时，发现烛焰的像在屏的下边缘处，如果不改变烛焰及屏的位置，只移动透镜，使像移到屏的中央，那么应将凸透镜___________移动（选填“向上”或“向下”）。
【试题答案】
一. 选择题。
1. C 2. D 3. B 4. A 5. D 6. B
二. 填空题。
1. 20；10
2. 顾客；变长
3. 焦点；正立，放大，虚像；同一
三. 实验探究题。
1. （1）同一高度；使像成在光屏中央
（2）10；倒立、放大、实像；幻灯机
（3）向上