慧眼辨識凸透鏡和凹透鏡

華慶富

摘 要：如何辨別凸透鏡和凹透鏡？下面我們就一起了解幾種辨別凸透鏡和凹透鏡的方法.

關(guān)鍵詞：凹透鏡；凸透鏡；辨別

知識梳理

一、基本概念

二、辨別凹透鏡和凸透鏡的方法

（1）從這兩種透鏡的外形特征著眼，通過比較透鏡中央和邊緣的厚薄加以辨別（即用“摸”的方法）；

（2）從透鏡的成像特點著眼，通過透鏡去觀察近處物體（如書上的文字），看它是成正立、放大的像，還是正立、縮小的像，從而加以辨別（即用“看”的方法）；

（3）從透鏡對光線的作用入手加以辨別，看它能否使平行光（太陽光）會聚在一點加以辨別（即用“照”的方法）；

（4）除此以外，還有其它的方法.例如：用“晃”的方法：通過透鏡觀察距透鏡較近書上的文字，晃動透鏡，若發(fā)現(xiàn)像的移動方向總與透鏡相同，則該透鏡是凹透鏡；若發(fā)現(xiàn)像的移動方向總與透鏡相反，則該透鏡是凸透鏡.用“疊合”的方法：例如，可先通過一個凸透鏡（或凹透鏡）觀察它對光線的作用或成像的情況，然后將未知透鏡與它疊合在一起，再觀察對光線作用或成像情況的變化，從而判斷該透鏡是凸透鏡還是凹透鏡.至于哪種判斷方法好，要視具體情況而定.例如，如果待辨別透鏡的中央與邊緣的厚薄差異不明顯，就不能用“摸”的方法（況且光學(xué)鏡面一般是不允許用手直接去摸的）；在有太陽光與沒有太陽光的場合，所選的方法可能不同.

三.例題解讀

1.定義判別法

例1 關(guān)于如圖1所示的a、b、c、d四個透鏡，下列說法中正確的是（ ）

A.a、c均為凸透鏡

B.a為凸透鏡，d為凹透鏡

C.b、c均為凹透鏡

D.b為凹透鏡，c為凸透鏡

解析 根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的定義進(jìn)行判斷

由以上分析可得：中間比邊緣厚的是凸透鏡；中間比邊緣薄的是凹透鏡.所以a和d是凸透鏡，b和c是凹透鏡.選項C正確.

答案 C

點撥 根據(jù)凸透鏡和凹透鏡的定義進(jìn)行判斷是最簡單的方法.

2.光斑判斷法

例2 有兩個直徑都為d的透鏡，為辨別兩個透鏡的種類，現(xiàn)將它們正對太陽光，在紙上分別得到大小不同兩個光斑，分別為甲、乙，透鏡與光斑的大小如圖2所示（d1

A.甲、乙均能被準(zhǔn)確判斷透鏡的種類

B.甲能被準(zhǔn)確判斷透鏡的種類而乙不能

C.乙能被準(zhǔn)確判斷透鏡的種類而甲不能

D.甲、乙均不能被準(zhǔn)確判斷透鏡的種類

解析 根據(jù)凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線起發(fā)散作用進(jìn)行分析

由以上分析可得：因為凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線起發(fā)散作用，根據(jù)圖示可知，甲一定是對光線起了會聚作用；而乙可能是對光線起了發(fā)散作用，也可能是形成放大的實像，因此形成甲光斑的一定是凸透鏡，形成乙光斑的可能是凹透鏡、也可能是凸透鏡.

答案 B

點撥 本題考查凸透鏡、凹透鏡對光線作用的理解，屬于基礎(chǔ)內(nèi)容考查范圍.

3.光線判斷法

例3 如圖3所示，表示小欣同學(xué)用激光分別射向甲、乙兩透鏡后光的傳播路徑，由圖可知甲透鏡應(yīng)是透鏡，乙透鏡應(yīng)是透鏡.（選填“凹”或“凸”）

解析 要解答此題，需要掌握凸透鏡與凹透鏡對光線的作用，知道凸透鏡有會聚光線的作用，凹透鏡有發(fā)散光線的作用.

由以上分析可得：通過甲透鏡的光線比起入射光線更加遠(yuǎn)離主光軸，所以甲對光線有發(fā)散作用，因此甲是凹透鏡；通過乙透鏡的光線比入射光線向主光軸靠攏，所以乙對光線有會聚作用，因此乙是凸透鏡.

答案 凹；凸

點撥 此題主要考查了凸透鏡與凹透鏡對光線的作用.要知道凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用.

4.實驗探究設(shè)計

例4 物理課上，張老師提出了這樣一個問題：“有一只透鏡，不知是凸透鏡還是凹透鏡，你能想出判別的方法嗎？”愛動腦筋的甲同學(xué)：“這還不簡單，直接用手摸一摸就可以了嘛！”，同桌乙同學(xué)也不甘落后：“將它放在太陽下照一照也可以判斷出來哦！”請你回答如下問題：

（1）甲同學(xué)判斷的依據(jù)是：；

（2）乙同學(xué)判斷的依據(jù)是：.

解析 （1）中間厚，邊緣薄的透鏡是凸透鏡；中間薄，邊緣厚的是凹透鏡；

（2）凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用.

由以上分析可得：（1）甲同學(xué)的方法是用手摸一摸，即凸透鏡中間厚，邊緣薄；凹透鏡中間薄，邊緣厚，故可知此同學(xué)的依據(jù)是透鏡的外形特征；

（2）乙同學(xué)是通過將透鏡放在陽光下觀察，即依據(jù)是：凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用，故在陽光下，能出現(xiàn)會聚的亮點的是凸透鏡，不能出現(xiàn)的是凹透鏡.

答案 （1）凸透鏡中間厚，邊緣薄；凹透鏡中間薄，邊緣厚；（2）凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發(fā)散作用.

點撥 掌握凸透鏡和凹透鏡的集中區(qū)別的方法：觀察法，陽光聚焦法，成像法，放大鏡法等.

5.實際應(yīng)用

例5 如圖4所示，在注有清水的試管內(nèi)留有一稍大的空氣泡，使太陽光從試管的正上方向下照，觀察試管下方的白紙，可以發(fā)現(xiàn)白紙上與空氣泡相對應(yīng)的位置上，有一橢圓黑影，而其它部分竟是一條與試管平行的亮線.這是因為試管充滿水的地方相當(dāng)于透鏡，而氣泡與周邊的水組成透鏡.如果把白紙從靠近試管向下移動到較遠(yuǎn)處，亮線的粗細(xì)將如何變化？.

解析 （1）透明的材料都可以制成凸透鏡和凹透鏡，材料不同，對光線的作用是相同的；

（2）中間比邊緣厚的是凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚作用；

（3）中間比邊緣薄的是凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散作用.

由以上分析可得：（1）圓柱型試管充滿水的地方，中間比邊緣厚，是水凸透鏡，凸透鏡對光線有會聚的作用，會聚成一條亮線；（2）由于氣泡的存在，氣泡周邊的水形成中間薄邊緣厚的凹透鏡，凹透鏡對光線有發(fā)散的作用，在氣泡的下面對應(yīng)的位置有黑影；（3）亮線的位置相當(dāng)于焦點的位置，把白紙從靠近試管向下移動的過程中，經(jīng)過焦點時亮線最細(xì)；從焦點處向下繼續(xù)移動時，亮線變粗，是因為光線繼續(xù)由焦點的位置向前沿直線傳播.

答案 凸；凹；先變細(xì)再變粗

點撥 （1）掌握凸透鏡和凹透鏡的區(qū)別，掌握凸透鏡和凹透鏡對光線的作用；（2）掌握透明的材料都可以制成凸透鏡和凹透鏡，透明的材料不同，但是對光線的作用是相同的.

參考文獻(xiàn)：

[1]初中物理題典，江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社，201701.

[2]中考物理解讀，陜西教育出版社，201702.