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第1章 對環境的察覺
第5節 透鏡和視覺
八上科學 ZJ
1.會區分凸透鏡和凹透鏡，知道凸透鏡和凹透鏡對光的作用；并了
解凸、凹透鏡的焦點和焦距，理解凸透鏡、凹透鏡的三條特殊光線；
掌握凸透鏡所成像的性質，并學會凸透鏡的一些應用實例；認識眼
球的結構及各部分的功能，理解視覺的形成過程，了解近視、遠視
的成因及相應的矯正措施。
2.通過兩種透鏡的特征對比，理解光的折射能力不同之處；利用凸
透鏡成像實驗總結、歸納凸透鏡成像規律，建立和提升解題思維，
并能用凸透鏡成像規律解釋相關的實際問題；通過凸透鏡成像與人
眼球的成像原理的學習，掌握類比的方法。
3.通過小實驗探究及畫圖實踐，了解兩種透鏡的構造以其對光的作
用，提升學生動手、動腦、觀察、分析和概括的能力。
1.常見的兩類透鏡
種類 概念 圖示 實例
凸透鏡 中間厚、邊 緣薄的透鏡 ______________________（一般透鏡的兩 個面中至少有一個是球面 的一部分） ____________________
放大鏡
種類 概念 圖示 實例
凹透鏡 中間薄、邊 緣厚的透鏡 __________________________________（一般透鏡 的兩個面中至少有一個是 球面的一部分） ___________________________________
近視眼鏡
2.主光軸和光心（研究透鏡時常用的科學術語）
名稱 概念 圖示
主光 軸 通過兩個球面球心的直線叫作主光軸， 簡稱主軸。主光軸用點劃線表示 ___________________________________
___________________________________
光心 主光軸上有個特殊的點，通過這個點的 光傳播方向不變，這個點叫作透鏡的光 心，用字母“ ”表示。薄透鏡（如果透鏡 的厚度遠小于球面的半徑,這種透鏡叫作 薄透鏡）的光心就在透鏡的中心 凸透鏡
凹透鏡
3.透鏡對光的作用（含教材第39頁“探索活動”答案）
透鏡類型 對光的作用 圖示
凸透鏡 會聚作用。平行光 經過凸透鏡折射后 會聚于一點 ______________________________________________
透鏡類型 對光的作用 圖示
凹透鏡（讓凹透鏡正 對著太陽光，拿一張 白紙在它的另一側來 回移動，紙上不能得 到最小、最亮的光 斑） 發散作用。平行光 經過凹透鏡折射后 會向外發散，發散 光線的反向延長線 交于主光軸上一點 ______________________________________________
拓展培優
對“會聚作用”和“發散作用”的理解
（1）凸透鏡對光有會聚作用是指折射光線相對于入射光線更靠近
主光軸。如圖所示的三種情形，都是凸透鏡對光的會聚作用。
（2）凹透鏡對光有發散作用是指折射光線相對于入射光線更遠離
主光軸。如圖所示的三種情形，都是凹透鏡對光的發散作用。
4.焦點和焦距
（1）凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚于一點，這一點叫作凸透
鏡的焦點（透鏡兩側各有一個焦點，且它們關于光心對稱） ，用
字母“”表示。焦點到凸透鏡光心的距離叫作焦距，用字母“”表示。
凸透鏡兩側各有一個焦點。
（2）焦距的變化
對比 分析 _______________________________ 平行光經玻璃磚折射后平 行射出，可認為會聚點在 無窮遠處，焦距無窮大 __________________________________
將玻璃磚打磨成有一定凸度
的凸透鏡，平行光經過凸透
鏡折射后會聚于凸透鏡后某
一點
總結 凸透鏡越凸，焦距越小，會聚能力越強 拓展培優
凹透鏡的虛焦點和焦距
虛焦點：凹透鏡能使跟主光軸平行的光變得發散，且這些發散光線
的反向延長線相交在主光軸上的一點，這一點不是實際光線的會聚
點，而是實際光線反向延長線的會聚點，所以叫凹透鏡的虛焦點。
焦距：虛焦點到凹透鏡光心的距離。
5.通過透鏡的三條特殊光線
凸 透 鏡 ________________________________________ 通過光心的光線經 凸透鏡后，傳播方 向不變 _______________________________________ 平行于主光軸的光 線經凸透鏡折射 后，折射光線通過 焦點 _______________________________________
通過焦點的光線經凸
透鏡折射后平行于主
光軸射出
凹 透 鏡 _____________________________________________ 通過光心的光線經 凹透鏡后，傳播方 向不變 _____________________________________________ 平行于主光軸的光 線經凹透鏡折射 后，折射光線的反 向延長線過虛焦點 ______________________________
射向凹透鏡的光線，
如果其延長線通過另
一側虛焦點，經凹透
鏡折射后平行于主光
軸射出
（簡記為“過心不變，平行過焦，過焦平行”，其中“平行過焦”和
“過焦平行”體現了光路的可逆性）
教材第40頁
能。可將冰制成凸透鏡，利用凸透鏡對光的會聚作用來取火。
典例1 如圖畫出了光線通過透鏡（圖中未畫出）的情形，其中通過
凸透鏡的是( )
C
A. B.、 C. D.、
解析：、、 中折射光線相比入射光線更遠離主光軸，透鏡對光
有發散作用，、、為凹透鏡； 中折射光線相比入射光線更靠近
主光軸，透鏡對光有會聚作用， 為凸透鏡。
1.實像和虛像
（1）實像：如圖甲所示，在光屏上所成的像，是來自蠟燭火焰的
光通過凸透鏡會聚而形成的，這樣的像叫作實像。（凸透鏡成的實
像可以用光屏來承接，實像和蠟燭分別位于凸透鏡的兩側）
（2）虛像：如圖乙所示，通過凸透鏡射出的光沒有會聚成像，只
是人眼逆著光射出的方向看去，能看到像，這樣的像叫作虛像。
（用放大鏡觀察物體時，看到的像跟物體位于凸透鏡的同一側）
2.物距和像距
（1）物距：物體到凸透鏡的距離，用“ ”表示。
（2）像距：像到凸透鏡的距離，用“ ”表示。
3.教材第41頁探究實踐：探究凸透鏡成像規律
提出問題 物體經凸透鏡所成像的大小、正倒、虛實跟物距有
什么關系？
設計實驗 對探究問題，物距是自變量，實驗中需要改變物
距。我們可以把物體放在距凸透鏡比較遠的位置開
始實驗，然后逐漸減小物距，觀察物體所成像的情
況。由于凸透鏡對光的會聚程度跟它的焦距有關，
我們可以重點觀察物距小于、等于或大于1倍焦距、
2倍焦距……時，物體成像的情況
實驗儀器 光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等
進行實驗與 記錄結果 （1）讓凸透鏡正對著太陽聚焦（或利用平行光
源），測出凸透鏡的焦距 。
________________________________________________________________
進行實驗與 記錄結果 （2）如圖所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安放在
光具座上，點燃蠟燭，調節它們的高度，使燭焰的
中心、凸透鏡的光心和光屏的中心大致在同一高度
（三心等高，目的是使像成在光屏的中央）。
進行實驗與 記錄結果 （3）把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠的位置 ，
調整光屏到凸透鏡的距離，直到光屏上出現清晰的
燭焰的像，觀察并記錄像的大小和正倒，測出物距
和像距。稍稍改變物距（仍使 ），重復實
驗。（排除偶然因素，使實驗結論更具有普遍性）
（4）把蠟燭移向凸透鏡，使 ，移動光屏，直
到光屏上出現清晰的燭焰的像，觀察并記錄像的大
小和正倒，測出物距和像距 。
進行實驗與 記錄結果 （5）把蠟燭移向凸透鏡，使 ，移動光
屏，直到光屏上出現清晰的燭焰的像，觀察并記錄
像的大小和正倒，測出物距和像距 。稍稍改變物
距（仍使 ），重復實驗。
（6）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，使 ，移動光
屏，觀察是否能夠成像。
進行實驗與 記錄結果 （7）把蠟燭繼續靠近凸透鏡，使 ,移動光屏，
觀察在光屏上能否看到燭焰的像。如果不能，可從
光屏一側透過凸透鏡觀察，記錄所看到的像的正
倒、大小以及此時的物距。稍稍改變物距
（仍使 ），重復實驗。
進行實驗與 記錄結果 （8）將實驗數據和觀察結果填入表中（該實驗所用
凸透鏡的焦距 ）
___________________________________________________________
分析與論證 （1）焦點是成實像和虛像的分界點。當物距大于一
倍焦距時成實像；當物距小于一倍焦距時成虛像；
當物距等于一倍焦距時不成像。
（2）二倍焦距點是成放大實像和縮小實像的分界
點。當物距大于二倍焦距時，成縮小的實像；當物
距等于二倍焦距時，成等大的實像；當物距大于一
倍焦距小于二倍焦距時，成放大的實像。
分析與論證 （3）凸透鏡成的實像都是倒立的，且像、物位于凸
透鏡的兩側；凸透鏡成的虛像都是正立的，且像、
物位于凸透鏡的同側。
（4）凸透鏡成實像時，隨著物距的變小，像和像距
都變大
得出結論 _______________________________________________________________________________________________________
4.實驗注意事項
（1）光具座的長度有限，做實驗時最好選用焦距較小的凸透鏡；
（2）凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調節物距和像距；
（3）調整光屏時不可再調整凸透鏡的位置，否則會引起物距改變；
（4）判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時，向前或
向后移動光屏，像都會變模糊，則此位置即為像最清晰的位置。
教材深挖
實驗中無論如何移動光屏都找不到像的幾種原因
（1）若燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度，燭焰的像
將成在光屏的上方或下方，甚至不在光屏上。
（2）當燭焰在凸透鏡一倍焦距以外，但非?？拷裹c時，雖然能
成實像，但所成的像很大，像距也很大，而光具座長度和光屏的大
小有限，光屏不能承接到像。
（3）物距等于一倍焦距時，不成像。
（4）物距小于一倍焦距時，成虛像，虛像不能用光屏承接。
典例2 如圖所示，空中有一豎直放置的大
凸透鏡，為其焦點， 為二倍焦距點，在
D
A.①② B.①④ C.③④ D.①③④
主光軸位置上拉一根鋼絲，一個小雜技演員從很遠的地方沿著鋼絲
向焦點處勻速行走。關于此情景有以下描述：①小演員每走一步，
像也走一步；②像的腳步始終比小演員腳步大；③像大時腳步大，
像小時腳步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；④像總朝遠離小
演員的方向運動，好像在逃離。以上描述正確的是( )
解析：小演員從較遠處靠近凸透鏡焦點的過程中，小演員每走一步，
像也走一步，但小演員與像的腳步長度不同。當 時，
,成縮小的像，小演員運動范圍比像大，故小演員的移
動速度比像的大，即“小像”走小步；當時， ,成
放大的像，小演員運動范圍比像的小，對小演員的移動速度比像的
小，可得“大像”走大步。故②錯誤，①③正確。當小演員從很遠的
地方靠近凸透鏡焦點時，物距變小，則像距變大，實像也變大，即
像總朝著遠離凸透鏡的方向運動，好像在逃離，故④正確。
1.放大鏡
實質 原理 圖示 使用方法
放大鏡 是一種 焦距較 小的凸 透鏡 時，物體 經過凸透 鏡成正 立、放大 的虛像 _______________________ 使用放大鏡時，把放大鏡放在被
觀察物體的上方，使物體在凸透
鏡1倍焦距以內，并通過調節放
大鏡與物體的距離（使物體先緊
靠放大鏡再慢慢遠離）來改變放
大倍數（在一倍焦距以內，物體
離透鏡越遠，像越大）
2.投影儀
實質 原理 圖示 使用方法
投影儀 上有一 個相當 于凸透 鏡的鏡 頭 當把物體（投影片）放在1倍焦 距與2倍焦距之間，并距投影儀 鏡頭比較近的位置時，來自物 體（投影片）的光，通過凸透 鏡后會聚在屏幕上，形成放 大、倒立的像 _____________________________ 投影儀與
電腦相連
接，將電
腦上的圖
文或視頻
通過投影
儀放大
3.數碼照相機
實質 原理 圖示 使用方法
數碼照相 機的鏡頭 相當于一 個凸透 鏡，影像 傳感器相 當于光屏 景物在鏡頭 （凸透鏡）2倍 焦距之外時，能 在影像傳感器上 成一個清晰的倒 立、縮小的實像 ____________________________________________ 讓景物在照相機
鏡頭的二倍焦距
以外，按下快門
后，來自景物的
光線經過鏡頭聚
集到影像傳感器
上
歸納總結
凸透鏡成像規律及其應用
典例3 （杭州期中）如圖所示是小華同學制作的模型照相機。通過
調整內外紙筒的相對距離，可以在半透明膜上看到遠處景物倒立的
像。使用此模型照相機，下列說法正確的是( )
B
A.看到遠處景物的像是虛像
B.看近景時，她應把內紙筒向右拉一些
C.使用時，應把內紙筒朝向明亮的室外，凸透
鏡朝向較暗的室內
D.凸透鏡與半透明膜之間的距離相當于凸透鏡
的焦距
解析：遠處景物的像能成在半透明膜上,是實像; 看近景時，
物體靠近鏡頭，即物距減小，則像距變大，所以要把內紙筒向右
拉； 要使室外遠處或者近處的物體通過凸透鏡成像在半透明
膜上，使用時應使凸透鏡朝向明亮的室外； 凸透鏡與半透明
膜之間的距離是像距，不是凸透鏡的焦距。
1.眼睛
眼睛是人體重要的感覺器官。據統計，大腦中約有的信息來自
眼睛。眼睛的主要部分是眼球，眼球的大部分藏在頭顱骨的眼眶內，
只露出很小一部分，這樣有利于保護眼球。此外，眼球前有眼瞼，
可隨時合上，以防止異物進入眼睛，具有保護眼睛的功能。
2.眼球的結構和功能
3.視覺的形成
（1）眼睛觀察到物體的過程：眼睛中的角膜、房水、晶狀體和玻
璃體共同作用，形成一個聚光系統，晶狀體和角膜的共同作用相當
于一個凸透鏡，它把來自物體的光會聚在視網膜上，形成物體倒立、
縮小的實像。視網膜上有很多感光細胞，這些細胞受到光刺激后發
出信息，信息沿著視神經傳到大腦而形成視覺。即眼睛觀察到物體
的過程是光 眼球聚光系統 視網膜 視神經 大腦皮層視覺
中樞。如圖所示。
（2）眼睛的調節功能：眼睛通過睫狀肌改變晶狀體的形狀，使我
們能夠看清遠近不同的物體。
看近處物體 看遠處物體
睫狀肌 收縮 放松
晶狀體 變厚 變薄
對光的會聚能力 變強 變弱
成像原理圖 __________________________________ __________________________________
典例4 （臺州亭旁中學期末）如
圖為正常人眼看遠近不同物體時
眼睛的自動調節，以下分析正確
的是( )
B
A.這不可能是同一個人的眼睛
B.這說明眼睛是一個自動變焦（距）系統
C.看近處的物體晶狀體應扁平一些
D.看遠處的物體常常需要瞇起眼睛看
解析：正常人眼看遠處和一定距離的近處的物體都清晰，就是根據
晶狀體自動調節的原理，故說明眼睛是一個自動變焦（距）系統，
所以圖中可能是同一個人的眼睛觀察遠近不同物體時的情況，故A
錯誤，B正確；看近處的物體，要使得像成在視網膜上，應該讓晶
狀體折光能力變大，所以晶狀體應該變厚一些，C錯誤；對于正常
眼睛，看遠處和近處的物體都是正常看就行，D錯誤。
1.近視與遠視
近視 遠視
特 點 患近視的人只能看清近處的物 體，看不清遠處的物體 患遠視的人只能看清遠處的物
體，看不清近處的物體
（老年人所患的“老花眼”就是
遠視癥狀）
近視 遠視
形 成 原 因 眼球的前后徑過長或晶狀體曲 度過大，來自遠處物體的光會 聚在視網膜前，使視網膜上的 物像模糊不清 _______________________________________________ 眼球的前后徑過短或晶狀體曲
度過小，使來自近處物體的光
會聚在視網膜的后面
_________________________________________________________
近視 遠視
矯 正 方 法 _________________________________________________________ _________________________________________________________
配戴凹透鏡可矯正近視
配戴凸透鏡可矯正遠視
2.高度近視的危害：高度近視患者由于眼球前后徑增長較多，眼球
壁會變薄，從而引起一系列的眼部變化，甚至引起玻璃體渾濁、視
網膜脫離等并發癥，嚴重影響視力。高度近視往往不可逆，預防高
度近視，需要避免不良的用眼習慣，如長時間看手機、電腦，在黑
暗處看手機等。
3.愛護眼睛，保護視力
（1）讀書和寫字的姿勢要正確；書與眼睛的距離要保持約；
應該在光強度適宜的環境下閱讀。
（2）連續看書或寫字左右要休息片刻，或者向遠處眺望一會，
讓眼睛的肌肉得以放松。
（3）使用電腦時，眼睛與屏幕應相距。不要長時間地
使用電腦。
（4）定期接受眼睛檢查，若眼睛出現不適，應及時治療或矯正。
（5）如有異物進入眼睛，不要用手揉，可用眼藥水等沖洗眼睛。
（6）不要躺著、坐車或走路時看書。
教材第49頁
我們還要注意保證充足的睡眠，合理的飲食，平時堅持做眼保健操等。
典例5 小科近來總是看不清楚黑板上的字，醫生檢查后說是因為來
自遠處物體的光進入小科眼睛的晶狀體后，折射形成了如圖所示的
情況。則下列說法中正確的是( )
D
A.小科眼睛的晶狀體變厚，折光能力變弱
B.小科眼睛的晶狀體變薄，折光能力變強
C.小科的眼睛是遠視眼，應用凸透鏡矯正
D.小科的眼睛是近視眼，應用凹透鏡矯正
解析：由題圖可知，遠方物體的像成在小科眼睛的視網膜前面，所
以小科是近視眼，近視的原因是晶狀體太厚，折光能力強。為了使
像正好成在視網膜上，應使光線延遲會聚，使所成的像相對于晶狀
體后移，所以小科應配戴發散透鏡即凹透鏡，故D正確。

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