透镜及其应用

放大镜、照相机、眼睛，背后都是同一块玻璃——透镜。这一章搞懂它会聚还是发散，以及怎么成像。

小提示：物理不靠背，靠动手。下面的互动都能自己拖、自己看。

📌 一、透镜基础

透镜是用透明材料做成的、两个面中有曲面（至少一个）的光学元件。按形状分两种：

• 凸透镜：中间厚、边缘薄，对光有会聚作用。
• 凹透镜：中间薄、边缘厚，对光有发散作用。

几个关键位置（看下面的图就明白了）：

光心 O（透镜中心）｜焦点 F｜焦距 f（O→F）｜2f（O→2F）

⚠️ 易错点：会聚≠一定交于一点，只是"靠拢主轴"；发散≠一定散开到无穷，只是"远离主轴"。

凸透镜成像由物距 u（物体到透镜光心的距离）和焦距 f 的关系决定。记牢这条主线：

u > 2f → 倒立、缩小、实像（应用：照相机）
u = 2f → 倒立、等大、实像
f < u < 2f → 倒立、放大、实像（应用：投影仪）
u = f → 不成像（平行光出射）
u < f → 正立、放大、虚像（应用：放大镜）

成像公式：1/u + 1/v = 1/f　（v 为像距；实像 v>0，虚像 v<0）

⚠️ 口诀："一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小"——u=f 是实像和虚像的分界，u=2f 是放大和缩小的分界。

人的眼睛像一架照相机：晶状体≈凸透镜，视网膜≈光屏，在视网膜上成倒立、缩小的实像。

• 近视眼：晶状体太厚、折光太强，像成在视网膜前方 → 配戴凹透镜矫正（发散光线）。
• 远视眼：晶状体太薄、折光太弱，像成在视网膜后方 → 配戴凸透镜矫正（会聚光线）。

此外，显微镜（两次放大，看微小）和望远镜（两次放大，看远处）也都靠透镜组合工作。

互动①：透镜对光的作用（选凸 / 凹，看三条特殊光线）

请选择透镜类型。

互动②：凸透镜成像（滑块调物距 u，焦距 f=10cm 固定）

物距 u = 20 cm

拖动滑块改变物距，观察像的变化。

互动③：眼睛矫正（近视 / 远视，加不加矫正镜片）

选择视力类型，再试试加 / 去矫正镜片。

1. 中间厚边缘薄的透镜叫___透镜。

2. 凸透镜对光有___作用（填会聚/发散）。

3. 照相机利用 u>2f 时成___、缩小的实像。

4. 投影仪利用 f<u<2f 时成倒立、___的实像。

5. 放大镜利用 u<f 时成___、放大的虚像。

6. 近视眼应配戴___透镜来矫正。

7. 凸透镜成放大虚像时，物距 u___焦距 f（填小于/大于）。

8. 远视眼应配戴___透镜来矫正。