6. 透镜及其应用 | 万物有理

Step 1 变大变小的秘密

同一个镜片，不同的像？

手里拿一个凸透镜（如放大镜）：

这说明：成像的性质（正倒、大小、虚实）取决于物体到透镜的距离。

🔍🌲

🤔 思考： 用手机拍照时，镜头离被拍物体（如风景）的距离，通常两倍焦距。（提示：大于 / 小于）

Step 2 核心概念

作用： 对光线有会聚作用。

关键点：

✅ 实像：
实际光线会聚而成。
能呈现在光屏上。
倒立。

👻 虚像：
光线反向延长线会聚。
不能呈现在光屏上。
正立。

物距 $u$	像距 $v$	像的性质	应用
$u > 2f$	$f < v < 2f$	倒立、缩小、实像	照相机 / 眼睛
$u = 2f$	$v = 2f$	倒立、等大、实像	测焦距
$f < u < 2f$	$v > 2f$	倒立、放大、实像	投影仪 / 电影
$u = f$	-	不成像 (光线平行)	探照灯
$u < f$	-	正立、放大、虚像	放大镜

Step 3 全能光具座

📝 实验参数： 焦距 $f = 10 \text{ cm}$ (图中 1格=5cm, 2格=f)。
操作： 拖动滑块改变物距 $u$，观察像的变化和光屏/人眼的切换。

🕯️ 调节物距 $u$

$f = 10.0 \text{ cm}$ (1格=5cm)

物距 $u = $ 30.0 cm (u > 2f)

🔭 典型应用

📷 照相机

倒立 · 缩小 · 实像

📡 数据反馈：
像距 $v =$ -- cm
放大率 $M =$ --

Step 4 人眼的奥秘

👁️ 类比：
晶状体 = 凸透镜（镜头）； 视网膜 = 光屏（底片）。
正常眼睛通过调节晶状体厚度，让像始终清晰地落在视网膜上。

成因： 晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球太长。

后果： 像成在视网膜前方。

矫正： 佩戴凹透镜（发散光线）。

成因： 晶状体太薄，或者眼球太短。

后果： 像成在视网膜后方。

矫正： 佩戴凸透镜（老花镜）。凸透镜会聚光线，使像点前移。

Step 5 组合透镜

🔭

原理拆解：

即：显微镜 = 投影仪 + 放大镜。