DSE 物理｜透镜成像与光学仪器备课指引（导师用）

DSE 物理｜透镜成像与光学仪器备课指引（导师用）｜薄透镜公式、放大率与矫视

2026-11-03

学生背得出 1/f = 1/u + 1/v，但一见负号就乱。这一堂用同一支 f = 10 cm 的凸透镜，三个物距把公式、放大率与虚像一次讲通。

本堂目标　学生能够：① 用 1/f = 1/u + 1/v 由物距与焦距求像距，并由 v 的正负判断实像或虚像；② 用 m = −v/u 求放大率，讲清正负号与大小的意义；③ 由屈光度 D = 1/f 计算矫视镜焦距，说明近视与远视的分别。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
倒数运算	1/10 − 1/30 怎样算	通分再取倒数
符号约定	实像与虚像的 v 正负	实像 v > 0、虚像 v < 0
单位换算	25 cm 等于几多米	除以 100

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	三条光线	平行光过焦点、过光心	画出交点
8–20 分	薄透镜公式	u = 30、f = 10	v = 15 cm
20–30 分	放大率	m = −v/u	m = −0.5，倒立缩小
30–42 分	物在焦内	u = 5、f = 10	v = −10、m = +2 虚像
42–52 分	屈光度与矫视	D = 1/f	近视 −4.0 D、f = −25 cm
52–60 分	离场检查	三题收回即场批	三题全对

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：一条公式三个答案

同一支焦距 f = 10 cm 的凸透镜，物距换三次，答案性质完全不同。
u = 30 cm：1/v = 1/10 − 1/30 = 3/30 − 1/30 = 2/30，v = 15 cm，实像在透镜后 15 cm。
u = 15 cm：1/v = 1/10 − 1/15 = 1/30，v = 30 cm，m = −2，倒立放大两倍。
u = 5 cm（物在焦点内）：1/v = 1/10 − 1/5 = −1/10，v = −10 cm，负号代表像在物同侧、是虚像，m = +2 正立放大——放大镜就是这一种。
同一个公式、同一支镜，只有物距不同，答案就由实像变虚像。

要学生讲：为何 u 由 30 减到 15，v 反而由 15 增到 30。

第二幕：放大率的正负号有意义

m = −v/u 不是纯数值公式，符号本身带讯息。
u = 30、v = 15 → m = −0.5：负号＝倒立，0.5＝半尺寸，所以是倒立缩小的实像。
u = 15、v = 30 → m = −2：倒立、放大两倍、实像。学生最容易在这里答错，因为直觉把“放大”等同“正立”。
u = 5、v = −10 → m = +2：正立、放大两倍、虚像。三个例子连起来，符号规则就变成可记的规律，而不是死背。

要学生讲：m = −2 完整意思（倒立、放大两倍、实像、可用屏幕接收）。

第三幕：屈光度把焦距接到矫视

屈光度 D = 1/f，f 必须用米。焦距 25 cm 的凸透镜：D = 1/0.25 = +4.0 D。
近视眼远点在 25 cm，要戴 f = −25 cm 的凹透镜（D = −4.0 D），把无穷远的物成像在远点；远视用凸透镜，把近处物推到视网膜。
仪器方面：显微镜总放大率＝物镜 × 目镜，40× 配 10× 即 400×；物镜先成放大的实像，目镜再把这个实像当物、以放大镜方式成虚像。两段成像要分开讲，否则学生会以为“一支镜一次放大”。

要学生讲：为何近视用凹透镜、远视用凸透镜（成像位置前后之差）。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
计算	像距与像的性质	1/f = 1/u + 1/v，判 v 正负	15 cm 实像
计算	放大率	m = −v/u，符号判正立倒立	−0.5
计算	屈光度与焦距	D = 1/f，cm 先转 m	−4.0 D、f = −25 cm
解释	光学仪器成像	物镜成实像、目镜作放大镜	两段成像讲清

合理性检查（一定要教）：先统一单位：f 与 u 都用 cm，v 出来才是 cm。
倒数要通分：1/10 − 1/30 = 3/30 − 1/30 = 2/30，v = 15 不是 20。
v 为负代表虚像、在物同侧，不能答“透镜后 15 cm”。
屈光度用米：25 cm 要写 0.25 m，D = 4.0 而不是 0.04。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
f = 10、u = 30 的像距	15 cm（实像）	倒数相减再取倒数
f = 10、u = 15 的放大率	−2（倒立放大）	m = −v/u
焦距 25 cm 的屈光度	+4.0 D	D = 1/0.25

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
倒数未通分	v = 20 cm	“1/10 减 1/30 系 2/30，v 系 15。”
虚像写成实像	u = 5 时答“透镜后 10 cm 实像”	“v 负号代表像在物体同一边，系虚像。”
放大率漏负号	m = 0.5	“负号代表倒立，不写就分不清正立定倒立。”
屈光度用 cm	D = 1/25 = 0.04	“D 要 f 用米，25 cm 系 0.25 米。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学物理章节索引　透镜与光学练习
中学备课指引总览　其他科目对照

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
u = 30 的像距	15 cm	三题全对＝可进仪器题
u = 15 的放大率	−2	错一题＝重讲 m = −v/u
25 cm 的屈光度	+4.0 D	错两题以上＝回到第三幕

09　导师常问

要背三条特殊光线吗？

要，平行光过焦点、过光心、过焦点后平行，画图题靠这三条。

虚像可以用屏幕接收吗？

不可以，虚像只是光线反向延长线的交点，要由镜前观察。

屈光度为何用米？

D 的定义就是 1/f（f 以米计），用 cm 会差 100 倍。

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本页为 TutorZone 导师备课指引，内容由 TutorZone 团队编写；题目与流程为原创，并非任何学校或出版社的教材。