二上CH4 光-觀念14透鏡成像.pptx

1. 觀念14 透鏡成像
【90、91、97、100、107、109】

2. 凸透鏡成像作圖規則
• 1.凸透鏡成像作圖規則：可任選圖14-1中兩條不同光線的交點來決定成像
位置。
P.44
(1) 平行主軸 的光線，經透鏡折射後， 通過鏡後焦點 （如圖14-1中①）。
(2) 通過鏡心 的光線， 不偏折 （如圖14-1中②）。
(3) 通過鏡前焦點 的光線，經透鏡折射後， 平行主軸 （如圖14-1中③）。
圖14-1三條通過凸透鏡的特殊光線 圖14-2光在薄透鏡內的折射可以簡化為
一次折射
①
②
③
像
實際上有無限多條 實際上有2次折射
▲上述三條光徑便於記憶與作圖，其實它們只是眾多入射與
折射光徑中的三條代表線而已。

3. 課本P.124
折射後，通過另一側的焦點
焦點
焦點
物體
通過透鏡後，方向不變
折射後，與主軸相互平行
主軸
成像
點擊按鈕
開始互動教學
通過鏡心的光線
通過焦點的光線
平行主軸的光線
回復
鏡心

4. 凸透鏡的成像性質 課本P.124
(1) 太陽光(無窮遠處)
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
一點
①
(1)
1.物體在 ∞ ，像在對側 F 上
2.物體在 F 上，像在對側 ∞
光的可逆性
(無法成像)
鏡前 鏡後

5. 凸透鏡的成像性質 課本P.124
(2) 2倍焦距外
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔
(1)
① ②
(2)
1.物體在 2F外 ，像在對側 F~2F .
2.物體在 F~2F ，像在對側 2F外 .
光的可逆性
鏡前 鏡後

6. 凸透鏡的成像性質 課本P.124
(3) 2倍焦距上
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔
(1)
① ②
(2)
③
(3)
1.物體在 2F上 ，像在對側 2F上 .
2.物體在對側 2F上 ，像在 2F上 .
光的可逆性
鏡前 鏡後

7. 凸透鏡的成像性質 課本P.124
(4) 焦距～2倍焦距間
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔
(1)
① ②
(2)
③
(3)
④
(4)
1.物體在 F~2F ，像在對側 2F外 .
2.物體在 2F外 ，像在對側 F~2F .
光的可逆性
鏡前 鏡後

8. 凸透鏡的成像性質 課本P.124
無法成像
(5) 焦點上
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
(1)
① ②
(2)
③
(3)
④
(4)
⑤
(5)
方便記憶
★物在F上，像在 ∞ 處（無法成像）
鏡前 鏡後
平行光
非平行主軸的平行光，通過
透鏡後，會會聚在焦點嗎？
焦平面
會 聚 在 焦 平
面上一點

9. 凸透鏡的成像性質
(6) 焦距內
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔
(1)
① ②
(2)
③
(3)
④
(4)
⑤
(5)
⑥
(6)
只能在鏡後
用眼睛看

10. 說明
(1)放蠟燭的地方為鏡前，鏡前通常在 左側 .
(2)蠟燭可在鏡前任意位置，像不可能出現在 鏡後F內 .
(3)實像在 鏡後F外 ，虛像在 鏡前 .
（包含F） （任意位置都有可能）

11. 題型
題型一：光路徑作圖（已教）。
題型二：蠟燭在鏡前①～⑥，像的位置在哪？
題型三：蠟燭在鏡前①～⑥，成像性質（縮放、實虛、正倒立）？

12. 成像性質的分界點
(1)蠟燭擺在何處為正、倒立（實、虛像）的分界點： F 上
a.F內：
b.F外：
c.F上：
正立（虛像）
倒立（實像）
不成像

13. (2)蠟燭擺在何處為實像大小的分界點： 2F 上
(3)成實像的三個特殊位置（與大小有關）
成像性質的分界點
a.蠟燭在∞：
b.蠟燭在2F上：
c.蠟燭在F上：
一點(成像最小)
等大(物距＝像距)
不成像(∞大)
2F～∞：
F～2F：
縮小
放大

14. (1)蠟燭全部位置分成 6 .組。
(2)成虛像，蠟燭需擺在 F內 .個（ ⑥ 號位置 ）。
(3)除⑥號位置，①～⑤可用光的可逆性去記憶。
記憶

15. 記憶
(4)虛像必為 正立 、 放大 。
(5)蠟燭接近 F ，實像與虛像都漸漸變大。
(6)蠟燭與像 同 方向移動
(6)蠟燭從F漸漸接近鏡心，成像漸漸變 小 。（還是比原物大 ）

16. 解題策略
解法一：光路徑作圖（利用三條特殊光線作圖，求像的位置、大小）
觀念清楚、難度高、解題慢、易忘記、會考不考
考光路徑選擇題，有速解法
解法二：透鏡對折法
難學、易忘記、純應付考試、觀念少
解法三：畫圖記憶蠟燭位置①～⑥，與相對應的成像位置
解法四：除虛像位置（⑥號位置）， ①～⑤可用光的可逆性去記憶
不建議
不要學
多數參考書
簡單易記

17. 解法三：畫圖記憶蠟燭位置
F
2F F 2F
∞ ∞
(1)畫出透鏡與座標
(2)標出蠟燭①～⑥位置（蠟燭在左側鏡前）
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(3)像不可能在鏡後F內
1
(4)依序標出像的位置
2 3 4 5
6
★蠟燭的三個特殊位置
① ∞：
③ 2F：
⑤ F：
一點(成像最小)
等大(物距＝像距)
不成像(∞大)

18. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距＝∞
像距 物距≫像距

19. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距
像距 物距＞像距

20. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距
像距 物距＝像距

21. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距
像距
物距＜像距

22. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距
像距＝∞
物距≪像距

23. F
2F F 2F
∞ ∞
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1 2 3 4 5
6
物距
像距
物距＜像距

24. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F
物距≫像距

25. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F
物距＞像距

26. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F
物距＝像距

27. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F
物距＜像距

28. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F
物距≪像距

29. 解法四：①～⑤光的可逆性
∞ F
2F

30. 凸透鏡成像觀察
• 3.凸透鏡成像觀察
(1)在屏幕上產生的像皆為 倒立 ，這些像是由實際光線會聚而成，故
為 實像 。移除屏幕，由鏡後向透鏡觀察，也可以清楚看見實像。
(2)將物體移進焦點內，屏幕上不再有像，移除屏幕，由鏡後向透鏡
觀察，可以看到一個 正立放大 的像；由於無法成像在屏幕上，故
為 虛像 。 放大鏡 的使用原理就是將物體放在焦距內觀察。
P.44
實像：①使用紙屏、②鏡後直接看
虛像：只能移除紙屏鏡後直接看
★★★★★
凸透鏡實驗
影片
凸透鏡
動畫

31. 透鏡局部遮蔽
▲透鏡被局部遮蔽時對成像的影響
P.44
部分光線被阻絕，其餘仍有光線交會成像，故成像依然 完整 ，
只是 較暗 。
圖14-4局部遮蔽透鏡，仍可在屏幕上成像
★★★★★

32. 圖14-5三條通過凹透鏡的特殊光線
(1) 平行主軸 的光線，經折射後，反向延伸通過 鏡前焦點 （如圖14-5中①）。
(2) 通過鏡心 的光線， 不偏折 （如圖14-5中②）。
(3) 射向鏡後焦點 的光線，經折射後， 平行主軸 （如圖14-5中③）。
凹透鏡成像作圖規則
• 4.凹透鏡成像作圖規則：可任選圖14-4中兩條不同光線的交點來決定成像位
置。
P.45
①
②
③
像

33. 折射後，與主軸平行
課本P.125
焦點
物體
通過透鏡後，方向不變
主軸
成像
折射後反向延伸通過同一側的焦點
焦點
鏡心
點擊按鈕
開始互動教學
通過鏡心的光線
指向另一側焦點的光線
平行主軸的光線
回復

34. 凹透鏡的成像性質 課本P.125
(1) 焦距外
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔

35. 凹透鏡的成像性質 課本P.125
(2) 焦距內
實像 虛像
正立 倒立
放大 縮小 等大
✔
✔
✔

36. 凹透鏡的成像性質
• 5.凹透鏡的成像性質
P.45

37. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線
①
②
發散
會聚

38. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線
①
②
發散
會聚

39. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線

40. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線
①
②
發散
會聚

41. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線
①
②
發散
會聚

42. 凹、凸透鏡三條特殊光線
①平行主軸，通過焦點
②通過鏡心，直線前進
③通過焦點，平行主軸
記憶 說明
①不用刻意背鏡前或鏡後焦點
②搭配：凸透鏡可會聚光線
凹透鏡可發散光線
①
②
發散

43. 凹透鏡成像觀察
• 6.凹透鏡成像觀察：物體在鏡前任何位置，只能產生 正立縮小虛
像 ，虛像要用眼睛觀察， 無法在紙屏上觀察 。
P.45
虛像：只能移除紙屏鏡後直接看
凹透鏡實驗
YouTube影片

44. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試回答下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(1)將燭火放在 甲、乙、丙 位置時可在屏幕上成像，放在 丁、戊 位置
時無法在屏幕上成像。

45. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(2)將燭火放在 甲、乙、丙、戊 位置時，可用眼睛直接觀察。

46. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(3)要使用放大鏡的功能時，物體要放在 戊 ，此時眼睛必須在透鏡的 左
／右 側觀看。

47. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(4)若可成像，物距＞像距的位置有 甲 ，物距＜像距的位置有 丙、戊 。

48. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(5)當物體從 乙 移近丁時，成像是倒立、比原物大且愈來愈大。

49. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(6)若將燭火由丙處往外移動，使其遠離透鏡，則成像大小將會越來越 大
／小 。

50. 例題14-1
• 有一凸透鏡前標定甲～戊五個位置，如下圖所示。另置一屏幕於凸透鏡右
邊，若將燭火在這幾個位置上移動，並觀察其成像情形，試下列問題。
P.45
不
成
像
虛
像
實
像
(7)若將燭火由戊處往鏡心移動，則像大小將會越來越 大／小 。

51. 例題14-2
• 至花圃直接觀察花卉，如圖(一)所示；若改以不同透鏡觀察，看到
的成像如圖(二)所示。
P.45
(1)甲～丁哪些屬於虛像？(A)甲乙 (B)甲丙 (C)乙丙 (D)丙丁
(2)甲～丁使用的透鏡中，哪些是凸透鏡？
(A)甲乙丙 (B)甲乙丁 (C)甲丙丁 (D)乙丙丁
正立為虛像
凸透鏡看不到
正立、縮小的像

52. 考前複習
• 1.三條特殊光線：（凸透鏡可會聚光線、凹透鏡可發散光線）
(1)平行 主軸 ，通過 焦點 。
(2)通過 鏡心 ，直線前進。
(3)通過 焦點 ，平行 主軸 。
P.46

53. 考前複習
• 2.透鏡局部遮蔽時，成像：
①亮度 變暗 、②大小 不變 、③位置 不變 。
P.46

54. 考前複習
• 3.實像與虛像（眼睛都 看得到 ，但無法分辨）
P.46
成因 一次成像特徵 觀察法
實像
實際光線
會聚形成
倒立 . ① 屏幕 、② 鏡後看 .
虛像
非實際光線
會聚
正立 . 只能 鏡後看 .

55. 考前複習
• 4.透鏡成像整理
P.46
透鏡種類 物體位置 像的位置 像的性質
凸透鏡
（會聚透鏡）
無窮遠處
（平行光）
鏡後 F . 一點實像
2F外 鏡後 F～2F . 倒立 縮小 實像
2F上 鏡後 2F . 倒立 等大 實像
2F～F 鏡後 2F外 . 倒立 放大 實像
F上 無窮遠處 無法成像 .
F內 鏡前（與物同側） 正立 放大虛像 .

56. 考前複習
• 4.透鏡成像整理
P.46
透鏡種類 物體位置 像的位置 像的性質
凹透鏡
（發散透鏡）
無窮遠處
（平行光）
鏡前 F . 一點虛像
鏡前任何處 鏡前 F內 . 正立 縮小 虛像

57. 考前複習
• 5.重要觀念整理
P.46
凸透鏡
①像必不在 鏡後焦點內 .
② 2F 為實像縮小與放大的分界點
③ F 為實像與虛像的分界點
④物體與像 同方向 移動
⑤物體愈靠近F，像愈 大 .

58. 考前複習
• 5.重要觀念整理
P.46
凸透鏡
⑥物體在 F ，無法成像
⑦物體在 F內 ，無法在紙屏成像
⑧物體在 2F ，物距＝像距
⑨像不可能為 正立縮小 .
⑩可以成 實像與虛像 .

59. 考前複習
• 5.重要觀念整理
P.46
凹透鏡
①像只能在 鏡前焦點內 .
②物體與像 同方向 移動
③物體愈靠近鏡心，像 漸大 ，但恆比原物 小 .
④像必為 正立縮小 .
⑤觀察像只能 移除屏幕朝鏡內看 .
⑥只能成 虛像 .

60. 考前複習
• 6.觀察者位置
P.46
(1)實像：上下 顛倒 、左右 相反 、
前後 不變 的像。
觀察者 物體 像
鏡後（ex.志明） P . d .
鏡前（ex.春嬌） q . b .

61. 試題精選 14 第1題【90練習Ⅱ】
P.47
• 1.阿文拿著一片透鏡到處觀看物體，發現有的物體變大，有的物
體變小，有的正立，有的倒立。則此片透鏡最可能的形狀是下列
何者？
(A) (B) (C) (D)
凸透鏡

62. 試題精選 14 第2題【90基測Ⅰ】
P.47
• 2.右圖為凸透鏡成像圖，圖中物體與透鏡的距離為何？
(A)大於兩倍焦距
(B)介於兩倍焦距與一倍焦距之間
(C)等於一倍焦距
(D)小於一倍焦距
正立放大虛像

63. 試題精選 14 第3題【112南習】
P.47
• 3.以一焦距為10公分的凸透鏡觀察紙上一數字「7」，已知凸透鏡距紙
15公分，且紙上的「7」與右圖甲透鏡中的「7」大小相同，試問右圖
中何者為凸透鏡觀察結果？
(A)甲
(B)乙
(C)丙
(D)丁
f＝10公分 F ～ 2F
等大
不成像(∞大)

64. 試題精選 14 第4題
P.47
• 4.某生透過甲、乙、丙三支透鏡觀察一列英文字母，已知各透鏡均與字母保持相同
距離，觀察結果如右圖所示，則下列敘述何者正確？
(A)甲、乙兩透鏡為凸透鏡，而丙透鏡為凹透鏡
(B)甲透鏡為凸透鏡，而乙、丙透鏡為凹透鏡
(C)在這樣的距離時，三支透鏡的成像皆為虛像
(D)甲透鏡所成的像為虛像，而乙、丙兩透鏡所成的像為實像
①凹透鏡只能成：正小虛
②正立必為虛像(1次成像)
③倒立必為實像(1次成像)
正立縮小 正立放大 正立放大
凹透鏡 凸透鏡 凸透鏡
乙、丙 甲
凹 凸

虛像

65. 試題精選 14 第5題【91基測Ⅱ】
P.47
• 5.達達用焦距為20公分的透鏡做成像實驗，裝置如右圖。p為燭火至透鏡的
距離，q為紙屏上得到最清晰圖像時，紙屏至透鏡的距離。調整p值測量相
對應的q值，結果如表。當p＝29公分時，在紙屏上所成之像為下列何者？
p（公分） 24 28 30 40 60 90 120
q（公分） 120 70 59 40 30 26 24
(A)倒立縮小實像
(B)正立縮小實像
(C)倒立放大實像
(D)正立放大實像
物距
像距
物距
像距
物體在 2F ，物距＝像距
F＝20 cm 2F＝40 cm
29cm 介於 F～ 2F
等大
不成像(∞大)

66. 試題精選 14 第6題【107會考】
P.47
• 6.右圖為小芸作凸透鏡成像觀察的實驗裝置圖，凸透鏡的焦距為10cm。她將
原本擺放在甲區的蠟燭，移至丙區的位置，若想觀察移動位置後蠟燭所成
的像，則以下列哪一個方式進行最可能達成目的？
(A)將紙屏移動至丁區，找尋蠟燭所成的像
(B)將紙屏移動至己區，找尋蠟燭所成的像
(C)將紙屏移動至甲區或乙區，找尋蠟燭所成的像
(D)移除紙屏，由丁區、戊區或己區以眼睛透過透鏡觀察蠟燭所成的像
焦點之內 虛像
虛像只能移除紙屏，從鏡後看

67. 試題精選 14 第7題【112南習】
P.47
• 7.如右圖，在凹透鏡前的焦點外側豎立一根蠟燭，必須如何做才能看
到蠟燭經由凹透鏡折射所成的像？
(A)必須把蠟燭點燃
(B)鏡後立一紙屏，在紙屏上觀察
(C)人站在鏡後，朝鏡內看
(D)必須將蠟燭置於透鏡的焦點內側
凹透鏡只能成虛像
虛像只能移除紙屏，從鏡後看

68. 試題精選 14 第8題
P.48
• 8.小豆子將一物體置於透鏡前，進行成像實驗，結果部分的光線的路
徑如右圖所示，則下列何者是正確的敘述？
(A)此透鏡為凸透鏡，所成的像為正立放大的虛像
(B)在透鏡的右側可用紙屏找到一個倒立實像
(C)物體必須置於此透鏡的焦點外，才能成像
(D)此透鏡為凹透鏡，所成的像為正立縮小的虛像
物
發散光線
凹透鏡
凹透鏡 正立縮小
無法
任何位置都可以成像


69. 試題精選 14 第9題【108翰版】
P.48
• 9.請根據右圖的裝置，判斷下面的敘述何者正確？
(A)只有選用凸透鏡，我們才有機會觀察得到蠟燭
(B)若透鏡為凹透鏡，無論怎麼移動蠟燭，我們均無法看到蠟燭的像
(C)不論是凸透鏡或凹透鏡，我們均有機會從透鏡觀察到蠟燭的像
(D)若在眼睛的位置放置屏幕，不論如何移動，均無法成像，則透鏡
必為凸透鏡
凹透鏡產生的虛像也可以觀察得到
可以看到虛像

凹透鏡

70. 試題精選 14 第10題
P.48
• 10.有一個物體放在凸透鏡前，並在鏡後的紙屏得到一個清晰的像，
若將透鏡的上半部用不透光的物體遮住，則紙屏上的像會如何？
(A)亮度變小，但像的大小不變
(B)不變
(C)亮度不變，但像的大小變為一半
(D)亮度變小，且像的大小也變為原來的一半

71. 試題精選 14 第11題【112翰習】
P.48
• 11.甲、乙、丙三圖表示蠟燭發出的光線照射到屏幕上的情形，甲為直接照射，乙
為經針孔後照射，丙為經凸透鏡後照射，請問關於屏幕上的成像何者正確？
選項 (甲) (乙) (丙)
(A) 倒立虛像 倒立實像 比乙暗的倒立實像
(B) 倒立虛像 倒立實像 比乙亮的倒立實像
(C) 無法成像 倒立實像 比乙暗的倒立實像
(D) 無法成像 倒立實像 比乙亮的倒立實像
無法成像 倒立實像 倒立實像