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第1章 对环境的察觉
第5节 透镜和视觉
八上科学 ZJ
1.会区分凸透镜和凹透镜，知道凸透镜和凹透镜对光的作用；并了
解凸、凹透镜的焦点和焦距，理解凸透镜、凹透镜的三条特殊光线；
掌握凸透镜所成像的性质，并学会凸透镜的一些应用实例；认识眼
球的结构及各部分的功能，理解视觉的形成过程，了解近视、远视
的成因及相应的矫正措施。
2.通过两种透镜的特征对比，理解光的折射能力不同之处；利用凸
透镜成像实验总结、归纳凸透镜成像规律，建立和提升解题思维，
并能用凸透镜成像规律解释相关的实际问题；通过凸透镜成像与人
眼球的成像原理的学习，掌握类比的方法。
3.通过小实验探究及画图实践，了解两种透镜的构造以其对光的作
用，提升学生动手、动脑、观察、分析和概括的能力。
1.常见的两类透镜
种类 概念 图示 实例
凸透镜 中间厚、边 缘薄的透镜 ______________________（一般透镜的两 个面中至少有一个是球面 的一部分） ____________________
放大镜
种类 概念 图示 实例
凹透镜 中间薄、边 缘厚的透镜 __________________________________（一般透镜 的两个面中至少有一个是 球面的一部分） ___________________________________
近视眼镜
2.主光轴和光心（研究透镜时常用的科学术语）
名称 概念 图示
主光 轴 通过两个球面球心的直线叫作主光轴， 简称主轴。主光轴用点划线表示 ___________________________________
___________________________________
光心 主光轴上有个特殊的点，通过这个点的 光传播方向不变，这个点叫作透镜的光 心，用字母“ ”表示。薄透镜（如果透镜 的厚度远小于球面的半径,这种透镜叫作 薄透镜）的光心就在透镜的中心 凸透镜
凹透镜
3.透镜对光的作用（含教材第39页“探索活动”答案）
透镜类型 对光的作用 图示
凸透镜 会聚作用。平行光 经过凸透镜折射后 会聚于一点 ______________________________________________
透镜类型 对光的作用 图示
凹透镜（让凹透镜正 对着太阳光，拿一张 白纸在它的另一侧来 回移动，纸上不能得 到最小、最亮的光 斑） 发散作用。平行光 经过凹透镜折射后 会向外发散，发散 光线的反向延长线 交于主光轴上一点 ______________________________________________
拓展培优
对“会聚作用”和“发散作用”的理解
（1）凸透镜对光有会聚作用是指折射光线相对于入射光线更靠近
主光轴。如图所示的三种情形，都是凸透镜对光的会聚作用。
（2）凹透镜对光有发散作用是指折射光线相对于入射光线更远离
主光轴。如图所示的三种情形，都是凹透镜对光的发散作用。
4.焦点和焦距
（1）凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这一点叫作凸透
镜的焦点（透镜两侧各有一个焦点，且它们关于光心对称） ，用
字母“”表示。焦点到凸透镜光心的距离叫作焦距，用字母“”表示。
凸透镜两侧各有一个焦点。
（2）焦距的变化
对比 分析 _______________________________ 平行光经玻璃砖折射后平 行射出，可认为会聚点在 无穷远处，焦距无穷大 __________________________________
将玻璃砖打磨成有一定凸度
的凸透镜，平行光经过凸透
镜折射后会聚于凸透镜后某
一点
总结 凸透镜越凸，焦距越小，会聚能力越强 拓展培优
凹透镜的虚焦点和焦距
虚焦点：凹透镜能使跟主光轴平行的光变得发散，且这些发散光线
的反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚
点，而是实际光线反向延长线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点。
焦距：虚焦点到凹透镜光心的距离。
5.通过透镜的三条特殊光线
凸 透 镜 ________________________________________ 通过光心的光线经 凸透镜后，传播方 向不变 _______________________________________ 平行于主光轴的光 线经凸透镜折射 后，折射光线通过 焦点 _______________________________________
通过焦点的光线经凸
透镜折射后平行于主
光轴射出
凹 透 镜 _____________________________________________ 通过光心的光线经 凹透镜后，传播方 向不变 _____________________________________________ 平行于主光轴的光 线经凹透镜折射 后，折射光线的反 向延长线过虚焦点 ______________________________
射向凹透镜的光线，
如果其延长线通过另
一侧虚焦点，经凹透
镜折射后平行于主光
轴射出
（简记为“过心不变，平行过焦，过焦平行”，其中“平行过焦”和
“过焦平行”体现了光路的可逆性）
教材第40页
能。可将冰制成凸透镜，利用凸透镜对光的会聚作用来取火。
典例1 如图画出了光线通过透镜（图中未画出）的情形，其中通过
凸透镜的是( )
C
A. B.、 C. D.、
解析：、、 中折射光线相比入射光线更远离主光轴，透镜对光
有发散作用，、、为凹透镜； 中折射光线相比入射光线更靠近
主光轴，透镜对光有会聚作用， 为凸透镜。
1.实像和虚像
（1）实像：如图甲所示，在光屏上所成的像，是来自蜡烛火焰的
光通过凸透镜会聚而形成的，这样的像叫作实像。（凸透镜成的实
像可以用光屏来承接，实像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧）
（2）虚像：如图乙所示，通过凸透镜射出的光没有会聚成像，只
是人眼逆着光射出的方向看去，能看到像，这样的像叫作虚像。
（用放大镜观察物体时，看到的像跟物体位于凸透镜的同一侧）
2.物距和像距
（1）物距：物体到凸透镜的距离，用“ ”表示。
（2）像距：像到凸透镜的距离，用“ ”表示。
3.教材第41页探究实践：探究凸透镜成像规律
提出问题 物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有
什么关系？
设计实验 对探究问题，物距是自变量，实验中需要改变物
距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开
始实验，然后逐渐减小物距，观察物体所成像的情
况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关，
我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、
2倍焦距……时，物体成像的情况
实验仪器 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等
进行实验与 记录结果 （1）让凸透镜正对着太阳聚焦（或利用平行光
源），测出凸透镜的焦距 。
________________________________________________________________
进行实验与 记录结果 （2）如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在
光具座上，点燃蜡烛，调节它们的高度，使烛焰的
中心、凸透镜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）。
进行实验与 记录结果 （3）把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置 ，
调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的
烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距
和像距。稍稍改变物距（仍使 ），重复实
验。（排除偶然因素，使实验结论更具有普遍性）
（4）把蜡烛移向凸透镜，使 ，移动光屏，直
到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大
小和正倒，测出物距和像距 。
进行实验与 记录结果 （5）把蜡烛移向凸透镜，使 ，移动光
屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录
像的大小和正倒，测出物距和像距 。稍稍改变物
距（仍使 ），重复实验。
（6）把蜡烛继续靠近凸透镜，使 ，移动光
屏，观察是否能够成像。
进行实验与 记录结果 （7）把蜡烛继续靠近凸透镜，使 ,移动光屏，
观察在光屏上能否看到烛焰的像。如果不能，可从
光屏一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正
倒、大小以及此时的物距。稍稍改变物距
（仍使 ），重复实验。
进行实验与 记录结果 （8）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用
凸透镜的焦距 ）
___________________________________________________________
分析与论证 （1）焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一
倍焦距时成实像；当物距小于一倍焦距时成虚像；
当物距等于一倍焦距时不成像。
（2）二倍焦距点是成放大实像和缩小实像的分界
点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物
距等于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一
倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像。
分析与论证 （3）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸
透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、
物位于凸透镜的同侧。
（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距
都变大
得出结论 _______________________________________________________________________________________________________
4.实验注意事项
（1）光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距较小的凸透镜；
（2）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距；
（3）调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变；
（4）判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或
向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置。
教材深挖
实验中无论如何移动光屏都找不到像的几种原因
（1）若烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，烛焰的像
将成在光屏的上方或下方，甚至不在光屏上。
（2）当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能
成实像，但所成的像很大，像距也很大，而光具座长度和光屏的大
小有限，光屏不能承接到像。
（3）物距等于一倍焦距时，不成像。
（4）物距小于一倍焦距时，成虚像，虚像不能用光屏承接。
典例2 如图所示，空中有一竖直放置的大
凸透镜，为其焦点， 为二倍焦距点，在
D
A.①② B.①④ C.③④ D.①③④
主光轴位置上拉一根钢丝，一个小杂技演员从很远的地方沿着钢丝
向焦点处匀速行走。关于此情景有以下描述：①小演员每走一步，
像也走一步；②像的脚步始终比小演员脚步大；③像大时脚步大，
像小时脚步小，即“大像”走大步，“小像”走小步；④像总朝远离小
演员的方向运动，好像在逃离。以上描述正确的是( )
解析：小演员从较远处靠近凸透镜焦点的过程中，小演员每走一步，
像也走一步，但小演员与像的脚步长度不同。当 时，
,成缩小的像，小演员运动范围比像大，故小演员的移
动速度比像的大，即“小像”走小步；当时， ,成
放大的像，小演员运动范围比像的小，对小演员的移动速度比像的
小，可得“大像”走大步。故②错误，①③正确。当小演员从很远的
地方靠近凸透镜焦点时，物距变小，则像距变大，实像也变大，即
像总朝着远离凸透镜的方向运动，好像在逃离，故④正确。
1.放大镜
实质 原理 图示 使用方法
放大镜 是一种 焦距较 小的凸 透镜 时，物体 经过凸透 镜成正 立、放大 的虚像 _______________________ 使用放大镜时，把放大镜放在被
观察物体的上方，使物体在凸透
镜1倍焦距以内，并通过调节放
大镜与物体的距离（使物体先紧
靠放大镜再慢慢远离）来改变放
大倍数（在一倍焦距以内，物体
离透镜越远，像越大）
2.投影仪
实质 原理 图示 使用方法
投影仪 上有一 个相当 于凸透 镜的镜 头 当把物体（投影片）放在1倍焦 距与2倍焦距之间，并距投影仪 镜头比较近的位置时，来自物 体（投影片）的光，通过凸透 镜后会聚在屏幕上，形成放 大、倒立的像 _____________________________ 投影仪与
电脑相连
接，将电
脑上的图
文或视频
通过投影
仪放大
3.数码照相机
实质 原理 图示 使用方法
数码照相 机的镜头 相当于一 个凸透 镜，影像 传感器相 当于光屏 景物在镜头 （凸透镜）2倍 焦距之外时，能 在影像传感器上 成一个清晰的倒 立、缩小的实像 ____________________________________________ 让景物在照相机
镜头的二倍焦距
以外，按下快门
后，来自景物的
光线经过镜头聚
集到影像传感器
上
归纳总结
凸透镜成像规律及其应用
典例3 （杭州期中）如图所示是小华同学制作的模型照相机。通过
调整内外纸筒的相对距离，可以在半透明膜上看到远处景物倒立的
像。使用此模型照相机，下列说法正确的是( )
B
A.看到远处景物的像是虚像
B.看近景时，她应把内纸筒向右拉一些
C.使用时，应把内纸筒朝向明亮的室外，凸透
镜朝向较暗的室内
D.凸透镜与半透明膜之间的距离相当于凸透镜
的焦距
解析：远处景物的像能成在半透明膜上,是实像; 看近景时，
物体靠近镜头，即物距减小，则像距变大，所以要把内纸筒向右
拉； 要使室外远处或者近处的物体通过凸透镜成像在半透明
膜上，使用时应使凸透镜朝向明亮的室外； 凸透镜与半透明
膜之间的距离是像距，不是凸透镜的焦距。
1.眼睛
眼睛是人体重要的感觉器官。据统计，大脑中约有的信息来自
眼睛。眼睛的主要部分是眼球，眼球的大部分藏在头颅骨的眼眶内，
只露出很小一部分，这样有利于保护眼球。此外，眼球前有眼睑，
可随时合上，以防止异物进入眼睛，具有保护眼睛的功能。
2.眼球的结构和功能
3.视觉的形成
（1）眼睛观察到物体的过程：眼睛中的角膜、房水、晶状体和玻
璃体共同作用，形成一个聚光系统，晶状体和角膜的共同作用相当
于一个凸透镜，它把来自物体的光会聚在视网膜上，形成物体倒立、
缩小的实像。视网膜上有很多感光细胞，这些细胞受到光刺激后发
出信息，信息沿着视神经传到大脑而形成视觉。即眼睛观察到物体
的过程是光 眼球聚光系统 视网膜 视神经 大脑皮层视觉
中枢。如图所示。
（2）眼睛的调节功能：眼睛通过睫状肌改变晶状体的形状，使我
们能够看清远近不同的物体。
看近处物体 看远处物体
睫状肌 收缩 放松
晶状体 变厚 变薄
对光的会聚能力 变强 变弱
成像原理图 __________________________________ __________________________________
典例4 （台州亭旁中学期末）如
图为正常人眼看远近不同物体时
眼睛的自动调节，以下分析正确
的是( )
B
A.这不可能是同一个人的眼睛
B.这说明眼睛是一个自动变焦（距）系统
C.看近处的物体晶状体应扁平一些
D.看远处的物体常常需要眯起眼睛看
解析：正常人眼看远处和一定距离的近处的物体都清晰，就是根据
晶状体自动调节的原理，故说明眼睛是一个自动变焦（距）系统，
所以图中可能是同一个人的眼睛观察远近不同物体时的情况，故A
错误，B正确；看近处的物体，要使得像成在视网膜上，应该让晶
状体折光能力变大，所以晶状体应该变厚一些，C错误；对于正常
眼睛，看远处和近处的物体都是正常看就行，D错误。
1.近视与远视
近视 远视
特 点 患近视的人只能看清近处的物 体，看不清远处的物体 患远视的人只能看清远处的物
体，看不清近处的物体
（老年人所患的“老花眼”就是
远视症状）
近视 远视
形 成 原 因 眼球的前后径过长或晶状体曲 度过大，来自远处物体的光会 聚在视网膜前，使视网膜上的 物像模糊不清 _______________________________________________ 眼球的前后径过短或晶状体曲
度过小，使来自近处物体的光
会聚在视网膜的后面
_________________________________________________________
近视 远视
矫 正 方 法 _________________________________________________________ _________________________________________________________
配戴凹透镜可矫正近视
配戴凸透镜可矫正远视
2.高度近视的危害：高度近视患者由于眼球前后径增长较多，眼球
壁会变薄，从而引起一系列的眼部变化，甚至引起玻璃体浑浊、视
网膜脱离等并发症，严重影响视力。高度近视往往不可逆，预防高
度近视，需要避免不良的用眼习惯，如长时间看手机、电脑，在黑
暗处看手机等。
3.爱护眼睛，保护视力
（1）读书和写字的姿势要正确；书与眼睛的距离要保持约；
应该在光强度适宜的环境下阅读。
（2）连续看书或写字左右要休息片刻，或者向远处眺望一会，
让眼睛的肌肉得以放松。
（3）使用电脑时，眼睛与屏幕应相距。不要长时间地
使用电脑。
（4）定期接受眼睛检查，若眼睛出现不适，应及时治疗或矫正。
（5）如有异物进入眼睛，不要用手揉，可用眼药水等冲洗眼睛。
（6）不要躺着、坐车或走路时看书。
教材第49页
我们还要注意保证充足的睡眠，合理的饮食，平时坚持做眼保健操等。
典例5 小科近来总是看不清楚黑板上的字，医生检查后说是因为来
自远处物体的光进入小科眼睛的晶状体后，折射形成了如图所示的
情况。则下列说法中正确的是( )
D
A.小科眼睛的晶状体变厚，折光能力变弱
B.小科眼睛的晶状体变薄，折光能力变强
C.小科的眼睛是远视眼，应用凸透镜矫正
D.小科的眼睛是近视眼，应用凹透镜矫正
解析：由题图可知，远方物体的像成在小科眼睛的视网膜前面，所
以小科是近视眼，近视的原因是晶状体太厚，折光能力强。为了使
像正好成在视网膜上，应使光线延迟会聚，使所成的像相对于晶状
体后移，所以小科应配戴发散透镜即凹透镜，故D正确。

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