光学
八年级上册 · 第五章
教学说明
透镜的三条特殊光线
三条特殊光线是作光路图的基础。这一页是给老师看的说明；点「开始实验」进入可操作页面，实验打开就占满窗口。
你会观察到
- 凸透镜：平行主光轴的光线折射后过另一侧焦点；过焦点的光线折射后平行主光轴。
- 凹透镜：平行主光轴的光线折射后发散，反向延长线过同侧焦点。
- 两种透镜：过光心的光线方向不变；切换 A / B 发光体，可以看到光路可逆。
课堂用法
先让学生在纸上画三条光线，再切换凸透镜 / 凹透镜 / 无透镜验证；用 B 光源从另一侧看光路可逆。实验页左上角始终有「实验列表」，随时可以退回。
操作步骤
- 选凸透镜，默认已显示三条光线；可以逐条关掉再打开，拖动 A 改变物距。
- 切到凹透镜，比较三条光线的折射方向；第三条应射向另一侧焦点，折射后才平行主光轴。
- 切换 A / B，或关掉一条光线，验证光路可逆和“两条即可确定像”。
为什么值得亲手试一次
课本上的三条特殊光线是画光路图的“尺子”，但静态图很难让学生把“哪条光线对应哪个按钮”对上。逐条打开、拖动发光体，文字才会和屏幕上的光路一一对应。
凹透镜的“反向延长线过焦点”最容易混。同一位置切换凸透镜和凹透镜，看光线是汇聚还是发散，比背结论有效得多。
三条特殊光线对照
| 透镜 | 入射光线 | 折射后 | 说明 / 应用 |
|---|---|---|---|
| 凸透镜 | ① 平行主光轴 | 过另一侧焦点 | 测焦距、照相机光路 |
| 凸透镜 | ② 过光心 | 方向不变 | 作图基准线 |
| 凸透镜 | ③ 过焦点 | 平行主光轴 | 投影仪、作图 |
| 凹透镜 | ① 平行主光轴 | 反向延长线过同侧焦点 | 近视镜；折射光发散 |
| 凹透镜 | ② 过光心 | 方向不变 | 作图基准线 |
| 凹透镜 | ③ 射向另一侧焦点 | 平行主光轴 | 作图 |
三个常见误区
「凹透镜也会把平行光会聚到焦点」——凹透镜对光有发散作用；折射光的反向延长线过焦点，实际光线不会会聚。
「过光心的光线会偏折」——在近轴近似下，过光心的光线方向不变，这是作图时最省事的一条。
「三条特殊光线必须全部画」——任取两条就能确定像的位置，第三条用来校验；三条都画容易把辅助线和实际光线混在一起。
准备好就打开
实验占满整个窗口，左上角「实验列表」随时返回。
打开实验