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3.4 透镜的应用
苏科版 八年级物理(2024)· 预习互动
照相机、投影仪、放大镜、望远镜、显微镜……
这些看似不同的光学设备,核心都使用了透镜

猜一猜:它们是如何工作的?

📷照相机
📽️投影仪
🔍放大镜
🔭望远镜
🦠显微镜
👁️眼睛
↓ 向下滑动,逐屏探索透镜的奇妙应用 ↓
📷 照相机
物距 u > 2f — 倒立缩小实像
120
拖动滑块改变物距 · 绿色=物体 蓝色=透镜 红色=实像
条件:u > 2f  |  成像:倒立 缩小 实像
应用:照相机拍照时,景物在胶片/传感器上成倒立缩小的实像
📏

物距 u > 2f

物体到透镜的距离大于二倍焦距

⬇️

倒立实像

像与物体上下颠倒,能用光屏承接

🔽

缩小

像比物体小,f < v < 2f(像距在一倍和二倍焦距之间)

📽️ 投影仪
f < u < 2f — 倒立放大实像
55
拖动滑块改变物距 · 物体放置在 f 与 2f 之间
条件:f < u < 2f  |  成像:倒立 放大 实像
应用:投影仪把较小的幻灯片放大投影到屏幕上(v > 2f)
📏

f < u < 2f

物体在一倍和二倍焦距之间

⬇️🔼

倒立放大

像比物体大,且上下颠倒(所以幻灯片要倒插)

📐

v > 2f

像在二倍焦距以外,能在屏幕上呈现

🔍 放大镜
u < f — 正立放大虚像
30
拖动滑块改变物距 · u < f 时成虚像(虚线表示折射线的反向延长线)
条件:u < f  |  成像:正立 放大 虚像
应用:放大镜靠近物体,透过透镜看到正立放大的虚像
📏

u < f

物体在一倍焦距以内

⬆️

正立虚像

像与物体方向相同,不能呈现在光屏上

🔺

放大

像比物体大,通过透镜才能看到

🔭 望远镜 & 🦠 显微镜
透镜组合 —— 让"看不到"变成"看得清"
🔭

望远镜(伽利略/开普勒式)

物镜(焦距大):远处物体 → 倒立缩小实像
目镜(焦距小):实像作为物体 → 放大虚像
最终效果:把远处的物体"拉"到近处来看

🦠

显微镜

物镜(焦距小):物体(f<u<2f)→ 倒立放大实像
目镜:实像作为物体(u<f)→ 放大虚像
最终效果:把微小的物体放大到肉眼可见

望远镜原理示意:物镜成实像 + 目镜放大
👁️ 眼睛与视力矫正
近视眼 · 远视眼 · 透镜矫正
晶状体 + 睫状肌 = 变焦镜头  |  正常眼:像恰好落在视网膜上

👓 近视眼

凹透镜使光线发散,像后移到视网膜上

👓 远视眼

凸透镜使光线会聚,像前移到视网膜上
🔴

近视眼

晶状体太厚(折光能力太强),像落在视网膜前方
矫正:配戴凹透镜(发散光线)

🟢

远视眼(老花眼)

晶状体太薄(折光能力太弱),像落在视网膜后方
矫正:配戴凸透镜(会聚光线)

📝 知识小结
凸透镜成像规律一览
物距条件像的性质像距应用
u > 2f 倒立、缩小、实像 f < v < 2f 📷 照相机
u = 2f 倒立、等大、实像 v = 2f 测焦距
f < u < 2f 倒立、放大、实像 v > 2f 📽️ 投影仪
u = f 不成像(平行光出射)
u < f 正立、放大、虚像 |v| > u 🔍 放大镜
💡 口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小。
🔭

望远镜

物镜(大焦距)成倒立缩小实像 + 目镜(小焦距)成正立放大虚像

🦠

显微镜

物镜(小焦距,f<u<2f)成倒立放大实像 + 目镜(u<f)成正立放大虚像

👁️

眼睛矫正

近视→凹透镜(发散)  远视→凸透镜(会聚)

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