实像和虚像

....

实像与虚像的区别是：实像之实际光线(会聚)而成的，虚像是实际光

线(反向延长线相交)而成，(实)像能在光屏上呈现出，而(虚)像则不能。

实像与虚像的概念①实像：由物点发出的经透镜折射，所有折射线

均可会聚于一点，该点叫做物点的实像点，所有实像点的集合叫做物

体的像.实像的特点是：实际光线的会聚，倒立，异侧，可成在屏上.

如图（8）（a）.②虚像：由物点发出的光线，经透镜折射其折射线

反向延长线的交点叫做该物点的虚像点，其集合叫做物体的虚像.虚

像的特点是：不是实际光线的会聚，正立，同侧不能成在屏上2．成

像规律：物距（P）像的性质大小正倒虚实P>2f缩小倒立实

像P=2f等大倒立实像2f>p>f放大倒立实像P

虚像实验结果表明，凹透镜永远成正立缩小的虚像，像在焦距之内.

物体射出的光线经光学元件反射或折射后，重新会聚所成的像叫做实

像，它是实际光线的交点。在凸透镜成像中，所成实像都是倒立的。

如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后

相交所成的像叫做虚像。

在光路图中，像都是由光线（或其反向延长线）会聚而成。由实际光

线会聚形成的像点为实像，光线的反向延长线会聚成的像点为虚像。

形成实像的光线本身是会聚的，而形成虚像的光线是发散的，只能通

过反向延长线会聚。这是《应用光学》中说的。

一般观察实像用光屏，虚像直接用眼观察。

虚像的概念

....

像点的集合叫做物体的像.如果光束是发散的,那么发散光

束的反向延长线的交点叫虚像.

简练的说，虚像不能用光屏呈接（呈现）例如：平面镜成像。

实像与虚像的区别

实像是实际光线会聚而成的，虚像是反射光线的反向延长线

相交而成，实像能在光屏上呈现出，而虚像则不能。

实像与虚像的概念

①实像：由物点发出的光线经透镜折射，所有折射线均可会

聚于一点，该点叫做物点的实像点，所有实像点的集合叫做物体

的像.实像的特点是：实际光线的会聚，倒立，异侧，可成在屏

上

②虚像：由物点发出的光线，经透镜折射其折射线反向延长

线的交点叫做该物点的虚像点，其集合叫做物体的虚像.虚像的

特点是：不是实际光线的会聚，正立，同侧不能成在屏上

凹面镜成像规律

当物距小于焦距时成正立、放大的虚像，物体离镜面越远，

像越大。当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像，物体离

镜面越远，像越小。成的实像与物体在同侧，成的虚像与物体在

异侧。[1]

凸面镜成像规律

....

实验结果表明，凸面镜永远成正立缩小的虚像，像在焦距之

内.

凸面镜成像

凸透镜成像规律

物距u范围成像性质像距v范围

u>2f(f是焦距)倒立、缩小、实像、异侧f

u=2f倒立、等大、实像、异侧v=2f

f2f

u=f不成像—

u

....

凸透镜成像

凹透镜成像规律

凹透镜只能生成缩小的正立的虚像，像在焦距以内。

凹面镜是反射成像。凸透镜是折射成像，成的像可以是：

正立、虚像、缩小。起聚光作用

面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的

仪器,光线遵守反射定律。

成像规律：当物距小于焦距时成正立、放大的虚像，物体

离镜面越远，像越大。当物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的

....

实像，物体离镜面越远，像越小。成的实像与物体在同侧，成的

虚像与物体在异侧。

凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点，还能使焦点发出的光

线反射成平行光。

与凸透镜成像对比

结构不同

1、凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成

2、凹面镜是由一面是凹面而另一面不透明的镜体组成

对光线的作用不同

1、凸透镜主要对光线起折射作用

2、凹面镜主要对光线起反射作用

成像性质不同

凸透镜是折射成像

凸透镜是折射成像成的像可以是：正立、放大的虚像倒立、

缩小或等大或放大的实像

凹面镜是反射成像成的像可以是：正立、放大的虚像倒立、

缩小的实像。面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回

去成像的仪器，光线遵守反射定律。

凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚

像。也可把平行光会聚，可把焦点发出的光线折射成平行光。凹

....

面镜由于是反射成像，不会出现色差，这是任何透镜成像所不能

比拟的优势。望远镜的分辨率和物镜的通光口径成正比，而大口

径的透镜的制造是极其困难的，利用反射原理制造的凹面镜则易

于制造得多。

凹球面镜的焦距

凹球面镜的焦距f=r/2（即二分之一球面半径）

物体位于凹球面镜球心外时，成倒立缩小的实像，像位于焦

点与球心之间；物体位于焦点与球心之间时，成倒立放大的实像，

像位于球心外侧；物体位于焦点以内时，成正立放大的虚像，像

在镜面的另一侧。

光学特点

1、凹面镜上的反射现象都遵从光的反射定律。

2、平行于主轴的光线经凹面镜反射后，反射光线会聚于焦

点处。凹面镜的焦点是实际光线的会聚点，因此是实焦点。

3、凹面镜对光线起会聚作用，因此焦距越小，会聚本领越

大。

4、四条特殊光线:平行于主轴的光线经凹面镜反射后，会

聚于焦点；过焦点的入射光线经反射后平行于主轴；过球面中心

的入射光线沿原路反回；从顶点入射的光线与其反射光线关于主

轴对称。

应用

....

1、利用凹面镜对光线的会聚作用：太阳灶、台灯、电视卫

星天线、雷达。

2、利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探

照灯、手电筒以及各种机动车的前灯.。

还有太阳能焊接机，医用头灯，反射式望远镜等。

凸面镜

基本知识

1.基本概念

凸面镜：用球面的外侧作反射面的球面镜叫做凸面镜。

2，成像原理

平行光线投射到凸面镜上，反射的光线将成为散开光线，如

果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面，可会聚并

相交于一点，这一点就是凸面镜的主焦点（F），属虚性焦点

·从物体的某一点（A）作一与主轴平行的直线为入射光线，

入射光线到达球面镜镜面时，发生反射，反射后的方向相反的直

线为反射光线，此反射光线必然通过主焦点（F）。

....

·从物体的同一点（A）通过镜面的曲率中心（C）的连线为

副轴，此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点（A′），

即为该物体成像之处。

3顶点

镜面的中心点O称为镜的顶点。

4中心

球面的球心C称为镜面中心。

5主轴

连结顶点O与镜面中心的点划线。

6焦点

跟主轴平行的近轴光线射到球面上，反射光线会聚于主轴上

一点，这一点称为焦点，用字母F表示。

7焦距

焦点到顶点的距离叫焦距，用字母f表示。

编辑本段

凸面镜应用

凸面镜应用较为广泛，可用于转弯镜、广角镜等，最为常见

的就是倒车镜与哈哈镜，利用了对光发散的原理，可以扩大视野，

....

从而更好地注意到后方车辆的情况。（汤匙的背面就相当于一个

凸面镜，而正面凹下去的地方就相当于一个凹面镜）

从凸面镜中看到的物体总是变了形的。被凸面镜歪曲了的像，还

可以用凸面镜把它还原。现在就来做一个这样的实验：

在纸上画一个小房子，把它放在汤匙前。从汤匙中看到的小

房子走了样，高起的房屋向外歪扭着。在另一张纸上尽可能准确

地把那个歪扭的房子画下来。

这时候，你再把新画的图放在汤匙凸面的前方，向里面望去

就会发现歪曲的房子又被矫正过来了，和第一张画是一样的。如

果还有些变形，可以前后动你的“凸面镜”，最后可以找到一个

合适的位置使凸面镜内的象形状正常。

凸透镜

....

百科名片

凸透镜

凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央较厚,边缘较薄的

透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸（或正弯月形）等形式，凸透镜

有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，

这与透镜的厚度有关。

目录

透镜成像满足透镜成像公式

如何得到成像公式

....

凸透镜与凹透镜的区别方法

与凹面镜的区别

凸透镜成像

透镜成像规律表格

凸透镜成像公式的推导

透镜成像满足透镜成像公式

如何得到成像公式

凸透镜与凹透镜的区别方法

与凹面镜的区别

凸透镜成像

透镜成像规律表格

凸透镜成像公式的推导

展开

凸透镜（convexlens）

物距(u)成像性质应用

u>2f

倒立缩小实像照相机

u=2f

倒立等大实像

2f>u>f

倒立放大实像幻灯机

u=f

不成像

....

u

正立放大虚像放大镜

将平行光线（如阳光）平行于主光轴（凸透镜两个球面的球心

的连线称为此透镜的主光轴）射入凸透镜，光在透镜的两面经过

两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点（记号

为F，英文为：focus），凸透镜在镜的两侧各有一实焦点，如为

薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距

是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。凸透镜球面半径越

小，焦距（记号为：f，英文为：focallength）越短。凸透镜可用

于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、

幻灯机、显微镜、望远镜的透镜（lens）等。

凸透镜

主轴：通过凸透镜两个球面球心C1、C2的直线叫凸透镜的主光

轴。光心：凸透镜的中心O点是透镜的光心。焦点：平行于主

轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F，这一点是凸透镜

....

的焦点。焦距：焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距，用f表

示。物距：物体到凸透镜光心的距离称物距，用u表示。像距：

物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距，用v表示。

编辑本段

透镜成像满足透镜成像公式

1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）

透镜成像公式

（关于符号的正负：物距ｕ恒取正值。像距ｖ的正负由像的实虚

来确定，实像时ｖ为正，虚像时ｖ为负。凸透镜的ｆ为正值，凹

透镜的ｆ为负值。）

公式变形后可以得到f=uv/(u+v)或u=vf/(v-f)或v=uf/(u-f)

如何得到成像公式

光经过凸透镜只在中间（这里的y轴处）发生一次折射。（虽

然字母多了点，最后有用的只有几个）图注：x（红）轴－

凸透镜主光轴y（蓝）轴－凸透镜O－光心F－焦点f－焦

距u－物距v－像距a－物体长度紫线－通过光心的光线

橙线－平行光线绿线－平行光经过焦点把绿线、紫线的直线

解析式求出来：绿线，y=－(a/f)x+a；紫线，y=－(a/u)x下一步

....

就是求出两交点坐标（其实只用求横坐标v就可以了）y=－

(a/f)x+a=－(a/u)xx/f－1=x/uux－uf=fx其中，x即为

vuv-uf=fvuv=vf+uf除以v+uf=uv/(u+f)

凸透镜与凹透镜的区别方法

1。触摸法（中间薄边缘厚是凹透镜，中间厚边缘薄是凸透

镜）

2。聚焦法（射入平行光，会聚的是凸透镜，发散的是凹透

镜）

3。放大法（把透镜放到字下，看照后的字是放大还是缩小）

与凹面镜的区别

一.结构不同

凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成

凹面镜是由一面是凹面而另一面不透明的镜体组成

二.对光线的作用不同

....

凸透镜主要对光线起会聚作用

凹透镜主要对光线起发散作用

三.成像性质不同

凸透镜是折射成像

凹面镜是反射成像凸透镜是折射成像成的像可以是正、

倒；虚、实；放、缩。起聚光作用

凹面镜是反射成像能成倒立的缩小或放大的实像，也可以

成正立放大的虚像。起散光作用透镜（包括凸透镜）是使光线透

过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律。面镜（包括

凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守

反射定律。

凸透镜与凹透镜的区别

....

凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。

可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。

凹面镜只能成正立放大的虚像，主要用发散光线。

凸透镜成像

物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有

缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体

放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，

像距越大，虚像越大。在焦点上时不会成像。在2倍焦距上时

会成等大倒立的实像。

在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承

接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，

在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实

像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当

然是相对于原物体而言。

平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而

凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一

例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透镜也可以成虚像，而它们

所成的两种虚像，同样是正立的状态。

那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，

人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的

像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应

该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？

....

这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调

整作用以及生活经验的影响。

当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的

像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距

离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的

像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线

的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比

（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。在现实生活中，凸透

镜被广泛用于老花镜的制作原理。老花眼，即光线经过眼球前部

的晶状体，未完全集合，像落在了视网膜的后面。则老花镜作为

凸透镜，先集合一次光线，使像恰好落在视网膜上，矫正了老花

眼。

凸透镜

当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡

烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚

点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，

物体成正立的虚像。

....

(1)

二倍焦距以外，倒立缩小实像；

一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；

一倍焦距以内，正立放大虚像；

成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。

(2)

一倍焦距分虚实

两倍焦距分大小

透镜成像规律表格

物体到凸

透镜的距

离u

像到透镜

的距离v

像

的

大

小

像

的

正

倒

像的虚实应用实例

u>2f2f>v>f

缩

小

倒

立

实像照相机

u=2fv=2f

等

大

倒

立

实像测焦距

2f>u>fv>2f

放

大

倒

立

实像放映机幻

灯机投影

....

机

u=f

无无无无探照灯

u

虚像在物

体同侧

无放

大

正

立

虚像

（3）凸透镜成像还满足1/v+1/u=1/f

利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：

（1）、物体处于2倍焦距以外

（2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间

（3）、物体处于焦点以内

（4）、凹透镜成像光路

实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，

得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、

放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。

该实验就是为了研究证实这个规律。实验中，有下面这个表：

物距u像的性质像的位置

正立或倒立放大或缩小虚像或实像与物同侧与异侧像距v

u>2f倒立缩小实像异侧f

u=2f倒立等大实像异侧v=2f此时物体与像的距离是最

小的，既4倍焦距。

....

f2f

u=f不成像，因为v=无限大（平行，所以无限大）

u

这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满

足透镜成像公式：

1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）

照相机运用的就是凸透镜的成像规律

镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕

照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在

最后的胶片上

胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变

化，物体的像就被记录在胶卷上

至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样

物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。

另外，物在无穷远处的时候，像可以近似地认为在焦点。（正

因为这样，傻瓜相机不用调焦）

物远离凸透镜，像也远离凸透镜。物往哪里走，像就往哪里

走。

当物从无穷远处移动至距离像2F处，则物的移动速度比像

要快。

凸透镜成像公式的推导

如图，实物AB发出的平行与主光轴的光过焦点F2与过透

....

镜中心的光交与点E

则DE为实像，BO为物距u，DO为像距v

由相似三角形可以得到BO/OD=AB/DE

CO/DE=OF2/F2D

又由矩形ABOC可以得到AB=CO

所以OF2/F2D=AB/DE=BO/OD

即f/（v-f）=u/v

uv-uf=vf（交叉相乘）

uv=uf+vf

uv/f=u+v（两边同时除以f）

v/f=1+v/u（两边同时除以u）

1/f=1/u+1/v（两边同时除以v）

这是正解

前一位编者犯了个大错

凹透镜成像

....

凹透镜成像规律：只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时，

若是放大定是凸透镜生成的，缩小的一定是凹透镜生成的。

无论是什么透镜生成的虚像一定是正立的，生成的实像一定

是倒立的。

对于薄凹透镜：

当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同

侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）

以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）

时，成像于无穷远；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦

距以内（均指绝对值）时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜

的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）

时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝

对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。

如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时

相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。

凹透镜成像规律

....

凹透镜散光作用

对于薄凹透镜：

当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同

侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）

以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；(u

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）

时，成像于无穷远；(u=f)

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦

距以内（均指绝对值）时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜

的异侧；(f

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）

时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；(u=2f)

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝

对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。(u>2f)

如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时

相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。

用途:

近视眼镜是凹透镜

....

凹透镜对光线起发散作用,

成一个正立、缩小的虚像,

像物同侧，v

物近像近像变大，物远像远像变小。

比如这道题:一只小鸟在平静的湖面上飞过，当小鸟距水面3m时，

小鸟在湖面的“倒影”是_____(填“实”或“虚”)像

那个是虚像。

判断实像和虚像可以用一个比较直观的方法去做。

你用肉眼去看到的像就是虚像。

放一张平直的白卡纸，在纸上能出现影像的，就是实像。

譬如，上面在湖面的小鸟像，你只可以用肉眼去看，而不可以放卡纸

去成像的。

添虚象

实象是由实际光线会聚成的,反之则为虚象

....

实象可以呈在光屏上,虚象则不能

是虚像。

汇聚的光线汇聚的那一点处就是实像。

发散的光线的反向延长线汇聚的那一点处就是虚像。

小鸟身上发出的光线经湖面反向后，是发散的。它的反向延长线在水

中汇聚的那一点就是我们看到的小鸟的倒影，所以是虚像。

虚像.

因为平静的湖面像平面镜,而平面镜具有虚像的特征.

所以是虚像.

1、实像：由物点发出的经透镜折射，所有折射线均可会聚于

一点，该点叫做物点的实像点，所有实像点的集合叫做物

体的像，实像的特点是--实际光线的会聚，倒立，异侧，

可成在屏上；2、虚像：由物点发出的光线，经透镜折射

其折射线反向延长线的交点叫做该物点的虚像点，其集合

叫做物体的虚像、虚像的特点是--不是实际光线的会聚，

正立，同侧不能成在屏上；3、实像与虚像的区别：实像

是实际光线会聚而成的，虚像是实际光线反向延长线相交

而成，实像能在光屏上呈现出，而虚像则不能。

一、常见错例

（一?)按知识分

1、光学和声学部分

（1）三种光现象：影子和倒影；实像和虚像。

....

例1、（昆明市2001）当你漫步在小河边，看到岸边柳树在水中

的倒影和地上的影子。关于这两种现象形成的原因（）

A.都是光的折射形成的

B.都是光的反射形成的

C.倒影由光的折射形成，影子由光的反射形成

D.倒影由光的反射形成，影子由光的直线传播形成

例2、（玉溪市2003）关于实像和虚像，下列说法正确的是（）

A.???实像可在光屏上显示出来，虚像不能

B.???虚像是人的幻觉，实像不是

C.?实像一定是由光的折射形成的，虚像一定是由光的反射形成

的

D.??实像是缩小的，虚像是放大的

（2）入射角、反射角、折射角

（3）平面镜成像特点（像与物体等大）

例3、向平静的湖面望去，似乎看到鱼儿在云中游，则所看到的

是（）

A.?????鱼和白云是实像

B.??????鱼和白云是虚像

C.?????鱼是实像，白云是虚像

D.?????它们都是由光的反射所形成的虚像

....

例4、（曲靖市1999）人走近平面镜时，人像的大小和像离平面镜的

距离将（）

A.??像变大，像到平面镜的距离也变大

B.???像变大，像到平面镜的距离变小

C.???像不变，像到平面镜的距离也不变

D.???像不变，像到平面镜的距离变小

(4)凸透镜、凹透镜对光线的作用（作图）

（5）凸透镜成像条件（已降低要求）

（6）光速和声速

（7）音调和响度