在光学中，由实际光线会聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像；由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”
凸透镜：边缘薄、中间厚，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凸、平凸及凹凸透镜三种。凹透镜：边缘厚、中间薄，至少要有一个表面制成球面，亦可两面都制成球面。可分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。凸透镜是折射成像，成的像可以是正立、倒立；虚像、实像；放大、等大、缩小。凹透镜是折射成像，只能成正立、缩小的虚像。对光线起发散作用。规律1：当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的实像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。规律2：当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。规律3：当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，像位于物的异侧。规律4：当物距等于1倍焦距时，则不成像，成平行光射出。规律5：当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。1.一倍焦点分虚实，二倍焦点分大小，二倍焦点物像等。注：这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚到主光轴的那一点到透镜光心的距离,也可直接称为焦距；两倍焦距就是指该距离的两倍。2f点是成放大、缩小实像的分界点；f点是成实像、虚像的分界点。3.物进像退，像越退越大，大像总在小像后，同向移动。（1）实验时应先调整凸透镜和光屏的高度，使他们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上，以保证烛焰的像能成在光屏的中央。（2）实验过程中，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。人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所呈的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与经验与规律发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。由于视觉错误，人眼认为光是由物体发出并直射入人眼。当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。照相机的镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是光屏。照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上；胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上，而物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样。物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。放映机,幻灯机，投影机，放大镜,探照灯,摄像机和摄像头都应用了凸透镜，凸透镜完善了我们的生活，时时刻刻都应用在生活中。远视眼镜就是凸透镜，近视眼镜就是凹透镜。④当光屏上的光斑最小，最亮时，固定。在白纸与凸透镜的位置，用刻度尺（或利用圆规张角测出凸透镜中心与光斑之间的距离，截取圆规张角间长度）再测量出此时凸透镜中心与光斑之间的距离，此距离即为凸透镜的焦距。1.在阳光下有效，阴雨天气放大镜有可能不能形成光斑！1.u>2f，倒立缩小的实像 f<v<2f 照相机2.u=2f, 倒立等大的实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距3.2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机，幻灯机，投影机5.u<f正立放大的虚像 无 虚像在物体同侧 放大镜物三像二 小实倒 物二像三 倒大实 物与像同侧正大虚物近像远像变大，物远像近像变小，1倍焦距分虚实，2倍焦距分大小。②拾到：拾，实（实像。到，倒（倒立） 应用：照相机例1 老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做（ ）解析：放大镜是凸透镜，由凸透镜成像实验可以看出，当物体在一倍焦距以内的时候，物距越大，像距越大，像也越大。也可从成像原理得出结论，平行于主轴的光线不变，而随着物体的远离透镜，过光心的光线越来越平缓，所以两条光线的反向延长线交点就离透镜越远，像就越大。也就是在一倍焦距以内的时候，物体离焦点越近，像越大。所以答案为B。例2 小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜，伸直手臂观看远处的物体，他可以看到物体的像，下面说法中正确的是（ ）
解析：放大镜是凸透镜，在手拿凸透镜，并伸直了手臂看远处的物体时，物距远大于两倍焦距，所以会成像在手内侧稍大于一倍焦距处。而人的眼睛在一个手臂以外，所以进入人眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线，我们看到就好像是从像发出的。这个像肯定是倒立缩小的实像。所以答案是C。而选项A中并非所有进入人眼的光线都是从像发出来的。例3 在农村放映电影，试镜头时，发现屏上的影像小了一点，应当怎样调整放映机（ ）解析：这是一道凸透镜的应用题，电影放映机镜头（凸透镜）的焦距是不变的，根据凸透镜成像规律，胶片距透镜焦点的距离越近，屏上成的像越大，同时，屏离透镜越远。凸透镜成像，物体越靠近焦点，成的像越大，此时像离凸透镜越远（实像、虚像都有这个规律）。反过来，物体离凸透镜越远，成的实像越小，像越靠近焦点。凹透镜成像，物体体离凹透镜越远，所成的像越小，像越靠近虚焦点。例4 某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是（ ）
解析：照相机镜头相当于一个凸透镜。镜头后是暗箱，胶片装在暗箱底部，胶片相当于光屏；当拍完合影后，再拍单身像，像要变大。成像时要使像变大，物距应减小，同时增大像距，即拉长暗箱或使镜头前伸。从上述分析可知，本题的正确选项为B。例5 用照相机拍摄水池底部的物体时，若保持照相机的位置不变，比较池中有水和无水两种情况（假设两种情况下，人眼看到的物体等大），则有水时（ ）解析：根据照相机成像原理，当物距减小时，像距变大，要在胶片上得到物体清晰的像，应将暗箱适当缩短一些，同时，胶片上的像将比原来的像略大一些。本例中，池水中有水时水池底部的物体由于光的折射看起来比实际位置偏高，当把水排掉无水后，池底的物体相对人来说变远了，如果仍然想在原来的位置用此照相机拍到这个物体清晰的照片，根据凸透镜成实像时，物远像近像变小，可知他应该调整照相机，使镜头后缩，暗箱应略短些．
反之有水时，物体由于光的折射看起来比实际位置偏高，物近像远像变大，使镜头前移，暗箱应略长些，所得的像会略大些．故选C．例6 测绘人员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地面照相，称为航空摄影，若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头的距离为（ ）解析：航空摄影是指在飞机上向地面拍照，由于物体距离凸透镜非常远，可以看成从无限远处入射的光线，它所成的像应当略大于焦距。故本题的正确选项为C。【评注】解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的表格，再做这种问题就得心应手了。例7 物距OB为u，相距OB'为v，凸透镜焦距为f。请用几何方法求证1/u+1/v=1/f。教师指导学生能学好透镜成像及其应用问题，教师除深入学习物理课程标准、学习各个版本教材外，善于总结知识，归纳提炼方法是十分重要的。解决初中透镜成像及其应用问题，1．知道透镜的焦点、焦距和主光轴；知道凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用，并能正确画出光路图。2．通过实验知道凸透镜的成像规律，并能运用解决问题。3．知道照相机、投影仪、放大镜、显微镜、望远镜的工作原理。（1）摸一摸：中间厚边缘薄的是凸透镜，中间薄边缘厚的是凹透镜。（2）看一看：对光线有会聚作用的是凸透镜，对光线有发散作用的是凹透镜。（3）用一用：能起放大作用的是凸透镜，否则是凹透镜。（4）验一验：能成像在光屏上的是凸透镜（即成实像），无论怎样都不能成像在光屏上的是凹透镜。解析：中间比边缘厚的透镜为凸透镜，对光线有会聚作用；中间比边缘薄的透镜为凹透镜，对光线有发散作用．凹透镜是指中间比边缘薄的透镜，凹透镜对光线有发散作用，所以凹透镜又叫发散透镜，符合这个特点的透镜是B．对于近视眼，眼睛只能看清近处的物体，看不清远处的物体。其形成原因是：晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，使来自远处某点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点，而是一个模糊的光斑。需配戴凹透镜进行矫正。对于远视眼，眼睛只能看清远处的物体，看不清近处的物体。形成的原因是：晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，使来自近处一点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，视网膜上形成一个模糊的光斑。需配戴凸透镜进行矫正。（1）焦点是成虚像和实像的分界点。物体在焦点以外时，在另一侧光屏上一定成实像；物体在焦点以内时，一定在同侧成虚像。（2）2f是成放大或缩小实像的分界点。U=2f时，所成实像与物体等大；u＞2f时，所成实像是缩小的；f＜u＜2f时，所成实像是放大的。（3）凸透镜成像时，物距u越小，像越大，像距v也越大；物距u越大，像越小，像距v也越小。（4）根据u和v的关系，也能判断出像的性质。当u＞v时，像比物小；当u=v时，像和物大小相等；当u＜v时，像比物大。（5）凸透镜所成实像都是倒立的，所成虚像都是正立的。（6）可以这样记忆理解：实像倒，位异侧；虚像正，位同侧；一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物体移向凸透镜，实像变远且变大，虚像变近且变小。【例题2】如图所示光线经过一个光学元件后传播方向发生了改变，则虚线框内的光学元件是（ ）解析：本题考查学生运用所学知识分析解决实际问题的能力．完成透镜的光路图和选择合适的透镜是关于透镜作图的常见题型，要求学生熟练掌握凸透镜和凹透镜的光学特点．仔细观察各图中出射光线和入射光线的特点，结合各种透镜及面镜的光学特点，找到合适的光学元件．由图知，折射光线比入射光线向主光轴靠拢会聚，该透镜对光线有会聚作用，因此虚线框内的光学元件是凸透镜．【例题3】在探究凸透镜成规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（ ）C．保持透镜和光屏位置不同，移动蜡烛，烛焰仍可在光屏上成清晰的像D．保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上能成放大清晰的烛焰像解析：本题考查了凸透镜成像规律及特点的应用，理解凸透镜成像的规律是关键．（1）（2）当u＞2f、f＜v＜2f时，成倒立、缩小的实像，其应用是照相机；（3）物距变化时，要想在光屏上得到清晰的像，像距也应该发生变化；（4）凸透镜成实像时，若成缩小的像，则像距小于物距；若成放大的像，则像距大于物距．由图可知，此时的物距为30cm，物距大于像距，成的是倒立、缩小的实像，其应用是照相机，故B正确；若凸透镜的焦距为8cm，由图可知物距u=30cm，大于2倍焦距，像距为20cm，像距位于1倍焦距和2倍焦距之间应，不能满足要求，故A错误；保持透镜和光屏位置不同，移动蜡烛，此时应移动光屏，烛焰才可能在光屏上成清晰的像，故C错误；由图知，此时像距小于物距，所以在光屏上成倒立、缩小的实像．若将蜡烛和光屏互换位置，此时像距大于物距，根据光路的可逆性，此时应成倒立、放大的实像，故D正确．【例题4】小明照相，拍了一张以后，他向照相机移近了几步，再拍一张。如果照相机的位置不变，拍照的人应该（ ）解析：照相机是利用凸透镜成倒立的、缩小的实像的原理制成的。镜头相当于凸透镜，人或其他被照景物应该在2倍焦距之外，成像在1倍焦距和2倍焦距之间。当小明向照相机移近了几步，就是物距减小了，那么像距应变大，像也变大。将镜头向外拉一些，像距变大，符合要求。【例题5】如图所示是某凸透镜成实像时，像距v和物距u的关系图像。分析图像解析：本题考查凸透镜成像的规律以及运用图像给出的信息解决问题的能力。抓住关键点，即u=20cm时，v=20cm。这时u=v=2f=20cm，解出f=10cm.收集信息和处理信息能力的试题是今后中考的热点。是创新能力培养的重要举措。A．由图象可知，u=v=2f=20cm，所以凸透镜的焦距是10cm，故A正确；B．当物距u=30cm＞2f=20cm时，2f＞v＞f，即20cm＞v＞10cm，故B错误；C．凸透镜成实像时，物距增大时像距减小，故C错误；D．当物距u=15cm，此时2f＞u＞f，成倒立放大的实像，故D错误．四、与透镜成像有关的和中考难度一致的精品训练试题（含答案）1．蜡烛、凸透镜、光屏的位置如图，此时光屏上出现烛焰清晰的像，则像的特点是（ ）2.某人只能看清远处的物体，看不清近处的物体，关于该人的视力情况，下列说法正确的是3．如图所示，早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的．有几位同学对此现象展开了讨论（ ）甲．将照相机靠近两位照相的人，可以看到两位照相人的全身像乙．调整相机和两位照相人之间的距离，人像变小时，应减小相机镜头和胶片之间的距离丙．要使人像更亮，必须在两位照相的人身后进行“补光”丁．现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，便于观察．4．小明同学在探究凸透镜成像成像规律时，用焦距分别为f1、f2的甲、乙两个凸透镜进行实验．先将点燃的蜡烛、透镜甲和光屏放置在光具坐上，调整后的位置如图所示，此时在光屏上得到烛焰清晰的像（图中未标出）：再用透镜乙替换透镜甲，且保持蜡烛和透镜的位置不变，将光屏向左移动再次得到烛焰清晰的像．下列判断正确的是（ ）5.在做“凸透镜成像”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图时，在光屏的中央承接到了蜡烛的像。则下列说法正确的是6．用手机摄像头扫描二维码可快速登录网页，访问网络数据。 当手机扫描二维码时，下列说法正确的是 （ ）7.如图所示的光路图，F是透镜的焦点。其中正确的光路图是 （ ）8.某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图象，如图所示，下列判断正确的是 （ ）C．当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小9．每年6月6日是全国“爱眼日”，今年“爱眼日”的主题是“'目’浴阳光，预防近视”近视眼的成像示意图是如图的 图，应该佩戴由 透镜制成的眼镜来矫正．（1）为测出透镜的焦距，做了如甲图所示实验，则透镜的焦距为 cm．（2）正确安装并调节实验装置后，各元件位置如图乙所示，可在光屏上得到一个清晰、倒立、 （选填“放大”“缩小”或“等大”）的实像，生活中的 （选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用这一成像原理制成的；（3）在乙图中，若保持凸透镜的位置不变，将蜡烛与光屏的位置互换，成像情况符合 的原理（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）．答案：（1）10.0；（2）缩小；照相机；（3）投影仪．
