凸透镜成像规律.pdf

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1、-在光学中，由实际光线会聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。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。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，凹透镜和凸透镜也可以成实像，而它们所成的两种实像，同样是倒立的状态。则人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的构造相当于一个凸透镜，则外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经历规律，视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与经历

2、与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历的影响。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。平面镜所成的虚像比照不能用光屏接收到，只能用眼睛看到。当物体与透镜的距离大于1倍焦距时，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1倍焦距时，物体成正立的虚像。当物距无限远时，所成的像无限接近

3、1倍焦距，但始终比1倍焦距远编辑本段镜像区别镜像区别构造不同构造不同凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成，凸透镜边缘薄中间厚。凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成，凹透镜边缘厚中间薄。.对光线的作用不同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.z.-成像性质不同成像性质不同凸透镜是折射成像，成的像可以是 正立、倒立；虚像、实像；放大、缩小。起聚光作用。凹透镜是折射成像，只能成缩小的正立虚像。起散光作用。透镜与面镜透镜与面镜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。

4、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。凹面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。编辑本段成像规律成像规律物距(u)与焦距(f)的关系像距(v)与焦距(f)或物距(u)的关系fv2f立小像倒等实u=2fv=2f异侧立大像倒放实测焦距投影仪大小分界点fu2f-(从无穷远处异侧立大像幻灯机平行光源测焦距u=f射入类似平行光)不成像-实虚分界点uu同侧正放虚立大像放大镜虚像在物体同侧 物像同侧，虚像在物体之后(1)二倍焦距以外，倒立缩小实像；这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜会聚到主光轴的那一点到透镜光心的距离,则两倍焦距

5、就是指2倍远的地方二倍焦距，倒立等大实像；一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；一倍焦距不成像；一倍焦距以，正立放大虚像；.z.-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物近焦点像变大物远焦点像变小凸透镜成像规律表格物体到透镜中心的距离 像的正倒 像的大小 像的虚实 像到透镜中心的距离 应用实例物距和像距的关系u2f 倒立 缩小 实像 2fvf 照相机 uvu=2f 倒立 等大 实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距 u=v2fuf 倒立 放大 实像 v2f 放映机，幻灯机，投影机uvu=f 不成像 平行光源：探照灯uu 虚像在物体同侧 放大镜u 是物距 v

6、是像距 f 是焦距为了研究各种猜测，人们经常用光具座进展试验。蜡烛的焰心，凸透镜中心，光屏中心应尽量保持在同一水平高度上。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物体处于一倍焦距以4凸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 像的性质 像的位置 与物同侧与异侧像距 v.z.-u2f 倒立缩小 实像异侧 fv2fu=2f

7、 倒立等大 实像异侧 v=2f 此时物体与像的距离是最小的，即4倍焦距。fu2fu=f 不成像 v 无限大(平行光源，如：探照灯)u2f，倒立缩小的实像 fvuf 倒立放大的实像 v2f 放映机，幻灯机，投影机简记为：中外倒大实或物近像远像变大中外倒大实或物近像远像变大4.u=f 不成像 平行光源：探照灯简记为：点上不成像点上不成像5.uf 正立放大的虚像 无 虚像在物体同侧 放大镜简记为：点正大虚点正大虚注：u 大于2f 简称为远离凸透镜远一些；u 小于2f 且大于 f 简称为近离凸透镜近一些记忆口诀：物三像二 小实倒 物二像三 倒大实 物与像同侧正大虚物近像远像变大，物远像近像变小，1倍焦

8、距分虚实，2倍焦距分大小。凸透镜的应用凸透镜的应用照相机的镜头相当于一个凸透镜，照片底片是照相时形成的像。放映机,幻灯机，投影机，放大镜,探照灯,摄像机和摄像头都应用了凸透镜，凸透镜完善了我们的生活，时时刻刻都应用在生活中。远视眼镜就是凸透镜，近视眼镜就是凹透镜。另外凸透镜还用于：1、拍摄、录像2、投影，幻灯，电影3、用于特效灯光聚焦成各种花色4、成虚像用于放大文字、工件、地图等凸透镜应用例题凸透镜应用例题例1 老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的像，她常常这样做 BA报与放大镜不动，眼睛离报远些B报与眼睛不动，放大镜离报远一些C报与放大镜不动，眼睛离报近一些D报与眼睛不动，放大镜离报近

9、一些解析：放大镜是凸透镜，由凸透镜成像实验可以看出，当物体在一倍焦距以的时候，物距越大，像距越大，像也越大。也可从成像原理得出结论，平行于主轴的光线不变，而随着.z.-物体的远离透镜，过光心的光线越来越平缓，所以两条光线的反向延长线交点就离透镜越远，像就越大。也就是在一倍焦距以的时候，物体离焦点越近，像越大。所以答案为B。例2 小明拿着一个直径比拟大的实验用的放大镜，伸直手臂观看远处的物体，他可以看到物体的像，下面说法中正确的选项是 CA射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的解析：放大镜是凸透镜，在手拿凸透镜，并伸直了手臂看远处的物体时，物距远大于两倍焦距，

10、所以会成像在手侧稍大于一倍焦距处。而人的眼睛在一个手臂以外，所以进入人眼的光线肯定是折射光线会聚成像后再分开的光线，我们看到就好似是从像发出的。这个像肯定是倒立缩小的实像。所以答案是 C。而选项 A 中并非所有进入人眼的光线都是从像发出来的。二、作为放映机镜头的应用例3 在农村放映电影，试镜头时，发现屏上的影像小了一点，应当怎样调整放映机 BA放映机离屏远一些，胶片离镜头远一些B放映机离屏远一些，胶片离镜头近一些C放映机离屏近一些，胶片离镜头远一些D放映机离屏近一些，胶片离镜头近一些解析：这是一道凸透镜的应用题，电影放映机镜头凸透镜的焦距是不变的，根据凸透镜成像规律，胶片距透镜焦点的距离越近，

11、屏上成的像越大，同时，屏离透镜越远。凸透镜成像，物体越靠近焦点，成的像越大，此时像离凸透镜越远实像、虚像都有这个规律。反过来，物体离凸透镜越远，成的实像越小，像越靠近焦点。凹透镜成像，物体体离凹透镜越远，所成的像越小，像越靠近虚焦点。从上述分析可知，此题的正确选项为B。三、作为照相机镜头的应用例4*同学拍毕业合影后，想拍一单身像。摄影师应采取的方法是 BA使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些B使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些C使照相机远离同学，同时镜头往后缩，离胶片近些.z.-D使照相机远离同学，同时镜头往前伸，离胶片远些解析：照相机镜头相当于一个凸透镜。镜头后是暗箱，胶片

12、装在暗箱底部，胶片相当于光屏；当拍完合影后，再拍单身像，像要变大。成像时要使像变大，物距应减小，同时增大像距，即拉长暗箱或使镜头前伸。从上述分析可知，此题的正确选项为B。例5 用照相机拍摄水池底部的物体时，假设保持照相机的位置不变，比拟池中有水和无水两种情况假设两种情况下，人眼看到的物体等大，则有水时 CA暗箱应略短一些，得到的像会略大些B暗箱应略短一些，得到的像会略小些C暗箱应略长一些，得到的像会略大些D暗箱应略长一些，得到的像会略小些解析：根据照相机成像原理，当物距减小时，像距变大，要在胶片上得到物体清晰的像，应将暗箱适当拉长一些，同时，胶片上的像将比原来的像略大一些。本例中，池底的物体在

13、有水与无水两种情况下，相对于照相机镜头的距离是不同的；由于光的折射作用，池中有水时相当于物距减小了。根据成像原理可知，正确选项为C。例6 测绘人员绘制地图时，需要在空中的飞机上向地面照相，称为航空摄影，假设使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头的距离为C A10mm 之外B略小于50mmC略大于50mmD等于50mm解析：航空摄影是指在飞机上向地面拍照，由于物体距离凸透镜非常远，可以看成从无限远处入射的光线，它所成的像应当略大于焦距。故此题的正确选项为C。【评注】解决有照顾相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图，因此，同学们在课下应

14、反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图，在这个根底上熟练掌握知识点分析中所列的表格，再做这种问题就得心应手了。凹透镜成像规律凹透镜成像规律：只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时，假设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。凹透镜成像规律公式 1/u+1/v=1/f(u 为物距，v 为相距，f 为焦距，与凸透镜一样凹透镜成的像与物体、焦距的关系对于薄凹透镜：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以时，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.z.-焦距以外两倍焦距以时，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。记忆口诀记忆口诀二环外，拾到小相机。一二环间，拾到大投影。一环，打假正经。注解：二环外：二倍焦距以外拾到：拾，实实像。到，倒倒立打：放大假，虚虚像经，放大镜.应用：照相机z.