慧眼辨识凸透镜和凹透镜

华庆富

摘 要：如何辨别凸透镜和凹透镜？下面我们就一起了解几种辨别凸透镜和凹透镜的方法.

关键词：凹透镜；凸透镜；辨别

知识梳理

一、基本概念

二、辨别凹透镜和凸透镜的方法

（1）从这两种透镜的外形特征着眼，通过比较透镜中央和边缘的厚薄加以辨别（即用“摸”的方法）；

（2）从透镜的成像特点着眼，通过透镜去观察近处物体（如书上的文字），看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别（即用“看”的方法）；

（3）从透镜对光线的作用入手加以辨别，看它能否使平行光（太阳光）会聚在一点加以辨别（即用“照”的方法）；

（4）除此以外，还有其它的方法.例如：用“晃”的方法：通过透镜观察距透镜较近书上的文字，晃动透镜，若发现像的移动方向总与透镜相同，则该透镜是凹透镜；若发现像的移动方向总与透镜相反，则该透镜是凸透镜.用“叠合”的方法：例如，可先通过一个凸透镜（或凹透镜）观察它对光线的作用或成像的情况，然后将未知透镜与它叠合在一起，再观察对光线作用或成像情况的变化，从而判断该透镜是凸透镜还是凹透镜.至于哪种判断方法好，要视具体情况而定.例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且光学镜面一般是不允许用手直接去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法可能不同.

三.例题解读

1.定义判别法

例1 关于如图1所示的a、b、c、d四个透镜，下列说法中正确的是（ ）

A.a、c均为凸透镜

B.a为凸透镜，d为凹透镜

C.b、c均为凹透镜

D.b为凹透镜，c为凸透镜

解析 根据凸透镜和凹透镜的定义进行判断

由以上分析可得：中间比边缘厚的是凸透镜；中间比边缘薄的是凹透镜.所以a和d是凸透镜，b和c是凹透镜.选项C正确.

答案 C

点拨 根据凸透镜和凹透镜的定义进行判断是最简单的方法.

2.光斑判断法

例2 有两个直径都为d的透镜，为辨别两个透镜的种类，现将它们正对太阳光，在纸上分别得到大小不同两个光斑，分别为甲、乙，透镜与光斑的大小如图2所示（d1

A.甲、乙均能被准确判断透镜的种类

B.甲能被准确判断透镜的种类而乙不能

C.乙能被准确判断透镜的种类而甲不能

D.甲、乙均不能被准确判断透镜的种类

解析 根据凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线起发散作用进行分析

由以上分析可得：因为凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线起发散作用，根据图示可知，甲一定是对光线起了会聚作用；而乙可能是对光线起了发散作用，也可能是形成放大的实像，因此形成甲光斑的一定是凸透镜，形成乙光斑的可能是凹透镜、也可能是凸透镜.

答案 B

点拨 本题考查凸透镜、凹透镜对光线作用的理解，属于基础内容考查范围.

3.光线判断法

例3 如图3所示，表示小欣同学用激光分别射向甲、乙两透镜后光的传播路径，由图可知甲透镜应是透镜，乙透镜应是透镜.（选填“凹”或“凸”）

解析 要解答此题，需要掌握凸透镜与凹透镜对光线的作用，知道凸透镜有会聚光线的作用，凹透镜有发散光线的作用.

由以上分析可得：通过甲透镜的光线比起入射光线更加远离主光轴，所以甲对光线有发散作用，因此甲是凹透镜；通过乙透镜的光线比入射光线向主光轴靠拢，所以乙对光线有会聚作用，因此乙是凸透镜.

答案 凹；凸

点拨 此题主要考查了凸透镜与凹透镜对光线的作用.要知道凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.

4.实验探究设计

例4 物理课上，张老师提出了这样一个问题：“有一只透镜，不知是凸透镜还是凹透镜，你能想出判别的方法吗？”爱动脑筋的甲同学：“这还不简单，直接用手摸一摸就可以了嘛！”，同桌乙同学也不甘落后：“将它放在太阳下照一照也可以判断出来哦！”请你回答如下问题：

（1）甲同学判断的依据是：；

（2）乙同学判断的依据是：.

解析 （1）中间厚，边缘薄的透镜是凸透镜；中间薄，边缘厚的是凹透镜；

（2）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.

由以上分析可得：（1）甲同学的方法是用手摸一摸，即凸透镜中间厚，边缘薄；凹透镜中间薄，边缘厚，故可知此同学的依据是透镜的外形特征；

（2）乙同学是通过将透镜放在阳光下观察，即依据是：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，故在阳光下，能出现会聚的亮点的是凸透镜，不能出现的是凹透镜.

答案 （1）凸透镜中间厚，边缘薄；凹透镜中间薄，边缘厚；（2）凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.

点拨 掌握凸透镜和凹透镜的集中区别的方法：观察法，阳光聚焦法，成像法，放大镜法等.

5.实际应用

例5 如图4所示，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线.这是因为试管充满水的地方相当于透镜，而气泡与周边的水组成透镜.如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化？.

解析 （1）透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜，材料不同，对光线的作用是相同的；

（2）中间比边缘厚的是凸透镜，凸透镜对光线有会聚作用；

（3）中间比边缘薄的是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用.

由以上分析可得：（1）圆柱型试管充满水的地方，中间比边缘厚，是水凸透镜，凸透镜对光线有会聚的作用，会聚成一条亮线；（2）由于氣泡的存在，气泡周边的水形成中间薄边缘厚的凹透镜，凹透镜对光线有发散的作用，在气泡的下面对应的位置有黑影；（3）亮线的位置相当于焦点的位置，把白纸从靠近试管向下移动的过程中，经过焦点时亮线最细；从焦点处向下继续移动时，亮线变粗，是因为光线继续由焦点的位置向前沿直线传播.

答案 凸；凹；先变细再变粗

点拨 （1）掌握凸透镜和凹透镜的区别，掌握凸透镜和凹透镜对光线的作用；（2）掌握透明的材料都可以制成凸透镜和凹透镜，透明的材料不同，但是对光线的作用是相同的.

参考文献：

[1]初中物理题典，江苏凤凰科学技术出版社，201701.

[2]中考物理解读，陕西教育出版社，201702.