胶片相机的胶片上涂着一层对光敏感的物质，这种物质在受到光的照射后 发生化学变化，物体的像就被记录在胶片上。现在生活中常使用数码相机，数 码相机用一种电荷耦合器件代替胶片。这种电荷耦合器件能把光信号转换成电 信号，从而很方便地记录下物体的像。
无论是胶片相机还是数码相机，它们的成像都离不开透镜。
1. 照相机的镜头相当于一个凸透镜，照片底片是照相时形成的像。判断图 5.2-1 中 的树所成像的正倒。
2. 凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。应用凸透镜，在照相 机中成 、 立的 像；在投影仪中成 、 立的 像；直接 用凸透镜做放大镜时，成 、 立的 像。
3. 手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间移动（离墙近些），在墙上能看到 什么？这个现象启发我们，阴天怎样估测凸透镜的焦距？为使估测结果更准确，操作 时应注意什么？
4. 请你根据本节课的“想想做做”，试着总结照相机、投影仪或幻灯机工作时是 通过怎样的操作改变像的大小的。
动手动脑学物理
实像和虚像
照相机和投影仪所成的像，是光通过凸透镜射出后会聚而成的。如果把 感光胶片放在像的位置，确实能够记录下所成的像。这种像叫做实像（real
image）。由于实像是来自物体的光通过凸透镜射出后会聚而成的，所以物体
和实像分别位于凸透镜的两侧（图 5.2-6）。平面镜所成的像是虚像，放大镜所成的像也是虚像。凸透镜成虚像时，通 过凸透镜出射的光没有会聚，只是人眼逆着出射光的方向看去，感到光是从放 置物体那一侧成虚像处发出的，物体和虚像位于凸透镜的同侧（图 5.2-7）。
图5.2-6 凸透镜成实像情景：光屏能承接到所成的像，物和实像在凸透镜两侧。
F
F
图5.2-7 凸透镜成虚像情景：光屏不能承接到所成的像，物和虚像在凸透镜同侧。
F F
第3节 凸透镜成像的规律
照相机和投影仪都成倒立的实像，所不同的是：物体离照相机的镜头比较 远，成缩小的像；物体离投影仪的镜头比较近，成放大的像。放大镜成放大、
正立的虚像，物体离放大镜比较近。可见，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸 透镜的距离（物距）有关系。
像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢？
探究凸透镜成像的规律 设计实验
我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情 况。由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距 f 有直接关系，所以研究物距 u 的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。比如，我们可以注意观察物距 等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况（图 5.3-1）。
进行实验与收集证据
用一支蜡烛作为发光物体，一块白色的硬纸板作为承接烛焰像的屏，研究 蜡烛的成像情况（图 5.3-2）。
图5.3-1 F O
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图5.3-2 探究凸透镜成像规律的装置
实 验
把蜡烛放在较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实 像。观察实像的大小和正倒，测出物距 u 和像距v （像到凸透镜的距离）。
把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作。
继续向凸透镜移动蜡烛并调整光屏的位置，你总能在屏上得到蜡烛的像 吗？撤去光屏，变换观察的角度，看看能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？
把实验中得到的数据和观察结果填入下表中。每个小组可以自己选择适当 的物距，并与各小组共享测量的数据。
像与物距的关系 凸透镜的焦距 f = cm 物距与焦
距的关系 物距
u
/cm像的性质
像距v/cm
虚实 大小 正倒
……
分析与论证
分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律。
1.
像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在 什么条件下成虚像？2.
像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实 像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚 像？3.
像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的 像？在什么条件下成倒立的像？查看上表的数据，凸透镜成放大的实像时，物距跟像距相比，哪个比 较大？成缩小的实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？由此你可以得出 什么结论？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？
想想议议
根 据 实 验 数 据，
仔细分析，得出结论，
是 非 常 重 要 的 能 力。
探究中要注意发现规 律，得出正确的结论。
1. 照相机、投影仪、放大镜的成像都遵循凸 透镜成像的规律，说一说它们分别应用了凸透 镜成像的哪个规律。
2. 找一个圆柱 形的 玻璃 瓶，里 面 装满水。把一支铅笔水平地放在玻璃瓶 的一侧，透过玻璃瓶，可以看到那支笔
（图 5.3-3）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实 际做一做，验证你的猜想。
与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处？有什么不同？
3. 学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用。“傻瓜相机”
有没有光圈和快门？是不是需要“调焦”？
4. 一位同学在利用图 5.3-2 所示的装置做实验，先用焦距为 20 cm 的透镜甲进行 实验，在屏上得到了清晰的缩小实像。接下来他想改用焦距为 10 cm 的透镜乙继续进 行实验。如果不改变发光体和屏的位置，透镜乙应该放在透镜甲的左侧还是右侧？
5. 小明同学在做探究凸透镜成像规律的实验中，光屏上得到发光体清晰的实像，
但他不小心用手指指尖触摸到了凸透镜中，这时光屏上会出现怎样的情况？小勇说，
光屏上会有指尖的像；小强说，光屏上会出现指尖的影子。你说呢？
6. 在天安门广场某处，小丽想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置无论如何调 节调焦环都不能实现。请你利用本节课学到的凸透镜成像的规律，帮小丽想想办法。应 如何做，才能拍摄到天安门城楼的全景？
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图5.3-3
第4节 眼睛和眼镜
眼睛
你知道眼睛是如何看到物体的吗？
眼球好像一架照相机，它的结构 如图 5.4-1 所示。晶状体和角膜的共 同作用相当于一个凸透镜，把来自物 体的光会聚在视网膜上，形成物体的 像。视网膜上的感光细胞受到光的刺 激产生信号，视神经把这个信号传输
给大脑，我们就看到了物体。眼睛通过睫状体来改变晶状体的形状：当睫状体放 松时，晶状体比较薄，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，眼睛可以看清远 处的物体（图5.4-2甲）；当睫状体收缩时，晶状体变厚，对光的偏折能力变大，
近处物体射来的光会聚在视网膜上，眼睛就可以看清近处的物体（图5.4-2乙）。
依靠眼睛调节所能看清的最远和最近的两个极限点分别叫做远点和近点。
正常眼睛的远点在无限远，近点在大约10 cm处。正常眼睛观察近处物体最清晰 而又不疲劳的距离大约是25 cm，这个距离叫做明视距离。预防近视眼的措施 之一，就是读写时眼睛与书本的距离应保持在 25 cm 左右。
近视眼及其矫正
近视眼只能看清近处的物体，看不清远处的物体。形成近视眼的原因是
图5.4-1 眼球的结构
图5.4-2 正常的眼睛调节
甲 看远处的物体 乙 看近处的物体
科 学 世 界
晶状体太厚，折光能力太强，或者眼球在前后方向上太长，因此来自远处某 点的光会聚在视网膜前，到达视网膜时已经不是一点而是一个模糊的光斑了
（图 5.4-3 甲）。利用凹透镜能使光发散的特点，在眼睛前面放一个合适的凹透 镜，就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上（图 5.4-3 乙）。
远视眼及其矫正
远视眼只能看清远处的物体，看不清近处的物体。形成远视眼的原因是 晶状体太薄，折光能力太弱，或者眼球在前后方向上太短，因此来自近处某 点的光还没有会聚成一点就到达视网膜了，在视网膜上形成一个模糊的光斑
（图 5.4-4 甲）。凸透镜能使光会聚，在眼睛前面放一个合适的凸透镜，就能使 来自近处物体的光会聚在视网膜上（图 5.4-4 乙）。
人们上了年纪以后，眼睛睫状体对晶状体的调节能力减弱，太近、太远的 物体都看不清楚。
甲 远视眼成像于视网膜后 乙 矫正后
图5.4-4 远视眼及其矫正
眼镜的度数
透镜焦距
f
的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。通常把透 镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，即Φ
= 1 f
如果某透镜的焦距是0.5 m，它的焦度就是 Φ
=
10.5 m
=
2 m-1图5.4-3 近视眼及其矫正
乙 矫正后
甲 近视眼成像于视网膜前
1. 根据眼睛的构造和成像原理，和同学讨论：为了保护我们的视力，应该注意哪 些用眼卫生，为什么？
2. 如果一束来自远处某点的光经角膜和晶状体折射后所成的像落在视网膜 （填
“前”或“后”） ，这就是近视眼。矫正的方法是戴一副由 （填“凸”或“凹”）透镜 片做的眼镜。矫正前像离视网膜越远，所配眼镜的“度数”越 。
3. 仔细观察近视眼镜和远视眼镜，它们有什么不同？度数深的和度数浅的有什么 不同？
你能鉴别一副老花眼镜的两个镜片的度数是否相同吗？说明方法和理由。
4. 某同学为进一步了解“视力矫正”的原理，用了探究凸透镜成像规律的装置做 实验，他在发光体和凸透镜之间放置不同类型的眼镜片，观察到了如下现象。
（1）将近视眼镜片放在发光体与凸透镜之间，光屏上原来清晰的像变模糊了；使 光屏远离透镜，又能在光屏上看到发光体清晰的像。这说明近视眼镜对光线有 作 用，它应该是 透镜。由此可知，在近视眼得到矫正之前，物体的像成在视网膜 的 （填“前方”或“后方”）。
（2）取下近视眼镜片，重新调整光屏的位置，使它上面的像再次变得清晰，
然后将另一个镜片放在发光体和光屏之间，光屏上原来清晰的像又变模糊了 , 再使 光屏靠近透镜，又可以在光屏上看到发光体清晰的像。这说明戴上这个眼镜可以矫 正 眼。
如果远视很严重，眼镜上凸透镜的折光本领应该大一些，透镜焦度就要大一些。
平时说的眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值。例如，100度远视镜片的透 镜焦度是1 m-1，它的焦距是1 m。
凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。
请回答以下问题：
1. 看书上的字，测出你的近点，和其他同学的近点比较一下。正常眼、近视眼、
远视眼的近点相同吗？有什么规律？
2. +300度和-200度的眼镜片，哪个是远视镜片？它的焦度是多少，焦距是多 少？
3. 取一副老花眼镜，测定它的两个镜片的度数。
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