中考物理复习：透镜的成像特点

太阳光能通过太空和大气到达地球表面，说明光可以在真空中传播。光的传播不需要介质；当然，也可以在各种介质中传播，只是速度和方向可能会因为介质的特性，而有所变化。

本来，在同种均匀的介质中，光沿直线传播的，而当光从一种介质斜射进入另外一种介质时，传播方向发生了偏折，这种现象就叫光的折射。具体怎么偏折呢？

为了便于描述，我们做了两条辅助线：空气和水的分界线，经过入射点并且和分界线垂直的法线。入射光线和法线所成的角为入射角，而折射光线和法线所成的角为折射角。

光线从空气（较不致密的介质）斜射入水（较致密的介质）时，入射角大于折射角；从水斜射入空气时，折射角大于入射角。这也能用“光路可逆”的知识解答。

在较致密的介质中，由于传播受到了阻碍，光速减慢，光线向法线方向偏折，折射角相对于入射角变小。所以，无论是从空气射入水还是从水射入空气，都是在水中的角小，空气中的角大，因为空气比水更稀疏。这点要深刻理解。

认识到光线会发生偏折，如果让光线透过某种特殊玻璃，又会发生什么现象？

这是块稍微特殊的玻璃，特殊之处在于中间比较厚、而边缘比较薄。我们给它起了个名字——凸透镜，意思是具有“凸起”特征，凸透镜对光线具有会聚作用。

当一组相同方向的光照射到这块玻璃上时，上面的光线向下方偏折，而下面的光线向上方偏折，最终它们会互相靠拢，并会聚于一点。当然，在交于一点之后它们还会散开，继续向前传播。

在这里，会聚作用不等于会聚光。凸透镜对光的会聚作用，是指光经凸透镜折射后，比原来的传播方向更靠近主光轴，也就是往里靠了，并不是说通过凸透镜的光都是会聚的；凸透镜对不经过光心的光都有会聚作用。

所以，凸透镜拥有两个实焦点——来自物体的光会聚而成的。现在，让我们来看看凸透镜将给光的传播带来怎样影响：

出于作图方便考虑，这里介绍几条通过透镜的特殊光线。利用这三条光线，可以大致地将凸透镜的成像原理展现出来：

需要注意，当物体处于透镜一倍焦距范围时，它发出的光经过透镜的折射，并没有在另一侧会聚，所以无法成像。但如果人眼在右侧观察，由于眼睛不能感知光的传播方向发生了偏折，本能以为光沿直线传播，眼睛接收到的光是从一个点发出的，因此就在物体的同侧位置形成了一个假像(虚像)，这像的位置的光线（虚线部分），实际上不存在。

于是，利用凸透镜，根据物体的实际位置，我们可以判断出所成像的特点：

▲ 实像的规律 ▲

▲ 虚像的规律 ▲

可以发现，实像相对物体来说，是呈倒立的，是真实的光线会聚形成的，而虚像相对而言是正立的，是人眼逆着射出的光线看到的。在记忆成像规律时，我们不妨想象出位于两倍焦距处，分别站着一个拔河的选手，由于绳子长度不变，物体远离，即物距(u)＞2f，像距(v)变小，此时f＜v＜2f；物体靠近，即f＜u＜2f，此时v＞2f。

为了矫正视力，我们用到了另一块不一样的玻璃，它具有中间薄、边缘厚的特点，我们称之为——凹透镜，凹透镜对光起发散作用，所以，经过凹透镜的光线必定不会相交吗？

想回答这个问题，我们还是依据对凸透镜的命名方式，让平行光穿过凹透镜，然后让折射光线的反向延长线交于一点，我们将此点命名为凹透镜的虚焦点，从虚焦点到光心的距离称为焦距。

一个凹透镜有两个虚焦点。虚焦点，不是真实光线聚集的点，故取此义。可以发现，光线经过凹透镜之后仍有可能交于一点。所以，发散作用不等于发散光。

凹透镜对光的发散作用，是指光经凹透镜折射后，比原来的传播方向更偏离主光轴，也就是远离了，不是说通过凹透镜的光都是发散的；也有一些光经过凹透镜，也能会聚到一点上去。

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