🔎 透镜 · 凸透镜会聚 · 凹透镜发散 · 三条特殊光线完整光路
人教版 8 年级物理(上册)· 第五章 第 1 节 · 透镜(Ch5 开篇)
一句话背:中间厚边缘薄→凸透镜会聚;中间薄边缘厚→凹透镜发散。
凸透镜对光线有会聚作用(使光线向主光轴弯折,靠近焦点F);凹透镜对光线有发散作用(使光线向外弯折,反向延长过虚焦点F')。
三条特殊光线:① 平行主光→经凸透镜必过焦点F;② 过光心O→方向不变;③ 过焦点方向入射→经透镜必平行主光射出。
🎯 符号表:O=光心(过O不偏) / F=焦点(实焦点/虚焦点) / f=焦距(OF长度) / 2f=二倍焦距 / 实焦点:真实光线交点 / 虚焦点:反向延长交点
①开场:生活中的透镜(眼镜/相机/显微镜/望远镜)
L18 第一节 Ch5·透镜 开篇:一眼认出凸透镜 vs 凹透镜
你戴的近视眼镜、爷爷奶奶的老花镜、手机照相机镜头、教室投影仪镜头、放大镜、显微镜和望远镜……里面全是 透镜。
透镜的定义:由透明物质(玻璃/树脂/水晶/冰)制成,至少一个表面是球面的一部分。初中默认 薄透镜(厚度远小于球面半径)。
凸透镜 vs 凹透镜(一摸就认)
| 类别 | 形状 | 厚度 | 作用 | 焦点 | 举例 |
| 凸透镜 | 「中间厚,边缘薄」(像橄榄) | 中心 > 边缘 | 对光线会聚→向主光轴弯折 | 两个实焦点(左右各一,真实光线会聚) | 放大镜/老花镜/相机镜头/投影仪/远视镜片 |
| 凹透镜 | 「中间薄,边缘厚」(像盘子中间塌下去) | 中心 < 边缘 | 对光线发散→远离主光轴 | 两个虚焦点(左右各一,是反向延长线的交点) | 近视镜(矫正近视)/门上猫眼 |
【记忆秒法】「凸」字中间鼓→凸透镜会聚;「凹」字中间塌→凹透镜发散。凸透镜写成发散 / 凹透镜写成会聚= 判零分红线·1
②7 个术语 · 一张图全讲透(薄透镜 / 主光轴 / 光心 O / 焦点 F / 焦距 f / 2f / 虚焦点 F')
Ch5 作图基础:先背术语再画光路
| 术语 | 定义 | 符号/说明 |
| 1. 薄透镜 | 透镜厚度 << 球面曲率半径 → 「经过光心方向不变」成立 | 初中默认薄透镜 |
| 2. 主光轴 | 穿过透镜两个球面球心 C₁、C₂ 的直线(点画线绘制) | 主轴 / ⋅−⋅−⋅ |
| 3. 光心 O | 主光轴上特殊点:通过光心的光线方向不改变(薄透镜厚度≈0) | O / 光线 ② 过光心不变 |
| 4. 焦点 F(凸透镜) | 平行入射→经凸透镜折射→真实光线相交主光轴上点(实焦点) | F 左右对称 |
| 4'. 虚焦点 F'(凹透镜) | 平行入射→凹透镜发散→出射光线反向延长相交主光轴点(虚焦点=非真实交点) | F' 虚线反向延长 / 虚!红线·2 |
| 5. 焦距 f | 焦点 F 到光心 O 的距离 OF = f | f 单位 cm |
| 6. 二倍焦距 2f | 距离 O 为 2f 的点(下节成像规律分界:u>2f / f<u<2f / u<f) | 2f / 成像分界 |
【判零分红线·2】凹透镜虚焦点错误:① 画实光线相交 F';② 反向延长画实线;③ 写「凹透镜有实焦点」→ 任一判零分。虚焦点必须虚线反向延长。
③判零分红线 × 3(L18 透镜节红线,作图/填空/选择必考)
红线 1/2/3 命中即 0 分,直接整题零分
🚨 判零分红线 1 · 判零分(形状/作用写反)
问:「凸透镜对光有何作用?」学生答 「发散」 → 判 0 分;凹透镜写成「会聚」→ 判 0 分。(核心方向错误,功能写反)
凸透镜·对光线有会聚作用;凹透镜·对光线有发散作用是定义级红线。
🚨 判零分红线 2 · 判零分(凹透镜虚焦点画实线 / 实光线过 F')
作图题:画凹透镜平行入射折射光路。学生画了 实线光线 直接相交 F',或反向延长也画实线 → 判零分红线 2。
标准:① 入射平行主光(实线+箭头) ② 出射光线发散(实线+箭头) ③ 用虚线将出射光反向延长→经过同侧虚焦点 F'。
🚨 判零分红线 3 · 判零分(凹透镜光线③「过同侧实焦点→平行」错误)
学生把凸透镜光线③「过焦点→平行」套用到凹透镜:从同侧F引实光线穿过凹透镜→出射平行→判零分红线3。
凹透镜③正确:入射光「指向对侧虚焦点 F'' 方向」入射(朝 F'' 过去未到达就折射)→ 经凹透镜→出射平行主光射出。凹透镜没有实焦点,入射不会从真实焦点出发。
④凸透镜会聚 Canvas 光路(6条光线 · 焦距 f 滑块 · 光线①②③开关 · 3步时序)
凸透镜(中间厚、会聚)三条特殊光线 × 左右对称(左→右 + 右→左)共 6 条。拖 f 滑块:f 越小→弯折越陡、会聚越强。
🔍 凸透镜三条特殊光线(记忆卡)
光线①平行过焦光:平行主光 → 折射过 F(左右双向)
光线②过光心不变光:经 O 直穿,方向不变(凸凹通用)
光线③过焦平行光:从 F 方向入射 → 折射平行主光射出
实焦点=真实光线交点=可在光屏承接像
⑤凹透镜发散 Canvas 光路(6条光线 · 焦距滑块 · 反向延长虚焦点 · 3步时序)
凹透镜发散 3 条:①平行→发散,虚线反向延长交同侧虚焦点 F';②过O不变;③指向对侧虚焦点入射→折射平行主光。
💡 凹透镜 3 条光线 · 红线 2&3 总复习
✅ 光线①:入射平行→出射发散→虚线反向延长过同侧虚焦点 F'
✅ 光线②:过 O 不变(凸凹通用)
✅ 光线③:入射指向对侧虚焦 F'' 方向→出射平行主光
❌ 红线·2:虚焦点画实光线 / 反向延长画实线→判零分
❌ 红线·3:凹透镜③画成「过同侧实焦点→平行」→判零分
⑥作图门诊 · 4判 + 2拖放(判定正确/错误 + 拖放填入光线名称)
4 道判断题(判断光路正确/错误),2 道拖放题(把 光线①/②/③/虚焦反向延长 拖入 3 个槽位对应光路角色)
① 作图门诊 4 判(正确=✅ / 错误=❌,命中红线即错)
门诊①·凸透镜平行入射
平行主光入射→凸透镜折射过焦点 F
门诊②·凹透镜平行入射
①出射发散 ②反向延长画虚线过 F' ✔
门诊③·凹透镜③(红线·3 错误画法)
门诊④·凸透镜发散画法(红线·1 错误)
② 拖放 2 组:把 3 个光线名称拖到对应光路角色(点击卡片→点击槽位 实现)
拖放A · 凸透镜 3 条光线角色(对应 光路槽 ①/②/③)
光路A( 🔴红色 )应该是?
光路B( 🟠橙色斜穿 )应该是?
光路C( 🔵蓝色 )应该是?
拖放B · 凹透镜 3 条光线角色(特别:有一个是 虚焦反向延长=虚线)
光路X(🔴红色实线入射+出射)应该是?
光路Y(🟣紫色虚线)应该是?
光路Z(🔵蓝色:入射→出射平行)应该是?
⑦8 种光学器件三分类(凸透镜 / 凹透镜 / 非透镜)
8 张卡,3 个篮子。点击卡片自动入最近点篮子,也可在篮子之间重排。「点校验」后命中红线·1(凸凹写反)的直接 0 分。
🔵 A. 凸透镜(中间厚·会聚)
🟣 B. 凹透镜(中间薄·发散)
⬜ C. 非透镜(平面镜/球面镜/棱镜…)
⑧Quiz · 14 题通关(透镜节核心选择,命中红线·1/2/3 自动标记 0 分)
点击「提交」→ gradeAll() → 14/14 解锁 🏆 通关徽章 & 🎆 烟花
作答 0 / 14 ,得分 0 分( 提交后显示 )
⑨总结 · 透镜节 7 条金句 + 下一节预告(Ch5·2 凸透镜成像规律 L19)
L18 收尾:先背金句,下节课进入成像规律(u>2f 相机 / f<u<2f 投影仪 / u<f 放大镜),三条光线画出实像虚像。
金句① 中间厚边缘薄=凸透镜,中间薄边缘厚=凹透镜
金句② 凸透镜 = 会聚;凹透镜 = 发散(红线·1 写反=0 分)
金句③ 凸透镜 2 个实焦点;凹透镜 2 个虚焦点
金句④ 光线① 平行主光→凸透镜过实F;凹透镜反向延长虚线过同侧虚F(红线·2 画实线=0 分)
金句⑤ 光线② 过O不偏(凸凹通用,最容易送分)
金句⑥ 光线③ 凸透镜=过F→平行;凹透镜=指向对侧虚F方向入射→平行(红线·3 套同侧实F=0 分)
金句⑦ 近视镜→凹透镜;老花/远视→凸透镜;放大镜→凸透镜;猫眼→凹透镜
📌 L19 预告 · 凸透镜成像规律(Ch5·2)
三个分界:① u>2f → 倒立缩小实像(相机);② f<u<2f → 倒立放大实像(投影仪);③ u<f → 正立放大虚像(放大镜),2f 是放大缩小分界,F 是实虚像分界。L19 用 Canvas 动态拖动物体 u,实时看像移动、倒立正立、放大缩小。