物理 · 初中八年级
凸透镜成像光路图生成器
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图中包含的标注
- 凸透镜
- 主光轴
- 光心O
- 焦点F
- 二倍焦距点2F
- 物体
- 平行于主光轴的光线
- 过光心的光线
- 过焦点的光线
- 折射光线
- 倒立放大的实像
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LABELED · 可修改标注
OUTPUT · 16:9 · PNG
OUTPUT · 16:9 · PNG这张图讲什么
这张光路图表示物体位于凸透镜一倍焦距与二倍焦距之间时的成像规律。由物体顶端发出的三条特殊光线经凸透镜折射后，在透镜另一侧二倍焦距以外会聚，形成倒立、放大的实像。
主光轴是确定焦点、光心和像的位置的基准线，光心O位于透镜中心，两侧分别标出焦点F和二倍焦距点2F。三条折射光线的实际交点确定像的顶端，交点到主光轴的垂线表示完整的实像。
一张合格的图必须包含什么
- 主光轴：画成穿过凸透镜中心的水平直线，作为标注物、像、F、2F和光心O的共同基准。
- 凸透镜与光心O：透镜竖直放置并与主光轴相交，交点标为光心O。
- 焦点F和二倍焦距点2F：在透镜两侧对称标出，且O到F的距离等于F到2F的距离。
- 物体位置：把物体竖直画在透镜一侧的F与2F之间，通常用向上的箭头表示。
- 平行于主光轴的光线：从物体顶端平行射向透镜，折射后通过透镜另一侧的焦点F。
- 过光心的光线：从物体顶端通过光心O，在薄透镜光路图中传播方向不改变。
- 过焦点的光线：从物体顶端通过物体一侧的焦点F射向透镜，折射后平行于主光轴。
- 倒立放大的实像：在透镜另一侧2F以外，以折射光线的交点为像的顶端，向下画出比物体更高的箭头。
常见易错点
- 只在透镜一侧标F和2F，忽略凸透镜两侧的焦点及二倍焦距点应关于光心O对称。
- 把平行于主光轴的入射光线画成折射后也平行，正确画法是折射光线通过另一侧焦点F。
- 将过光心O的光线画出明显偏折；在初中薄透镜模型中，这条光线方向不变。
- 把物体侧焦点与像侧焦点混用；入射光线过物体侧焦点，折射后才平行于主光轴。
- 把像画在F与2F之间或画成正立虚像；物体位于F与2F之间时，像应在另一侧2F以外，且倒立、放大、为实像。
教学建议
可在探究凸透镜成像规律后的归纳环节使用。先遮住像的位置，让学生依据三条特殊光线判断交点，再追问像在何处、大小怎样、能否用光屏承接。由此对应物距、像距、像的性质及照相机与投影仪成像规律等考点。
关于这张图的常见问题
为什么通常要画三条特殊光线？
两条折射光线的交点已经能够确定像的位置，第三条用于检验光路是否正确。三条特殊光线都应会聚于同一点附近。
物体位于F与2F之间时，像为什么是倒立放大的实像？
折射光线在透镜另一侧2F以外实际会聚，因此形成能被光屏承接的实像。像位于主光轴下方且高度大于物体，所以是倒立、放大的实像。
实像的位置应怎样从图中确定？
先从物体顶端画出三条特殊光线，再找折射光线的实际交点，该点就是像的顶端。由交点向主光轴作垂线并画箭头，即可表示完整的倒立实像。
