凸透镜成像原理.doc

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1、凸透镜求助编辑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、平凸与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，较厚的凸透镜那么有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。目录凸透镜详解 1. 简介 2. 透镜成像满足透镜成像公式 3. 如何得到成像公式凸透镜与凹透镜的区别 1. 区别方法 2. 与凹面镜的区别凸透镜成像 1. 凸透镜成像原理 2. 透镜成像规律表格 3. 凸透镜成像公式的推导凸透镜详解 1. 简介 2. 透镜成像满足透镜成像公式 3. 如何得到成像公式凸透镜与凹透镜的区别 1. 区别方法 2. 与凹面镜的区别凸透镜成像 1

2、. 凸透镜成像原理 2. 透镜成像规律表格 3. 凸透镜成像公式的推导展开编辑本段凸透镜详解简介凸透镜convex lens 物距 (u)像距 v成像性质应用u2ffv2f倒立 缩小 实像 照相机u=2fv=2f倒立 等大 实像等大像法测焦距fu2f倒立 放大 实像幻灯机、投影仪、放映机uu正立 放大 虚像放大镜u=f不成像不成像平行光测焦距凸透镜二倍焦距反大小，一倍焦距反倒正、实虚、两侧。 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

3、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：focal length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。 透镜成像满足

4、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

5、交点坐标其实只用求横坐标v就可以了y=(a/f)x+a=(a/u)x x/f1=x/u uxuf=fx 其中，x即为v uv-uf=fvuv=vf+uf除以v+u f=uv/(u+f) 编辑本段凸透镜与凹透镜的区别区别方法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上，看照后的字是放大是凸透镜，缩小是凹透镜 4.摇晃法将透镜放在字上，向一侧移动，字的方向与透镜移动方向一样的是凹透镜，相反的是凸透镜 与凹面镜的区别一、构造不同 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

6、 二、成像性质不同 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。 三、对光的作用不同 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 四、成像不同 凸透镜能成正立放大虚

7、像、倒立放大实像、倒立等大实像、倒立缩小实像； 凹透镜只能成正立缩小虚像 五、焦点不同 凸透镜有实焦点，有2个焦点 凹透镜有虚焦点 编辑本段凸透镜成像凸透镜成像原理物体放在焦点之外，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，由实际光线会聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，那么称为虚像，只能由眼睛感觉。有经历的物理教师，在讲述实像与虚像的区别时，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

8、立的。所谓“正立与“倒立，当然是相对于原物体而言。 平面镜、凸面镜与凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜与凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜与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，人眼的构造相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经历规律，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“经历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

9、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比照不能用光屏接收到，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。那么老花镜作为凸透镜，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

10、。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； 成实像物与像在凸透镜异侧，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u2f2fvf缩小倒立实像照相机u=2fv=2f等大倒立实像测焦距2fufv2f放大倒立实像放映机 幻灯机 投影机u=f无平行 v无限大无 无 无 探照灯u2f 倒立缩小 实像异侧 fv2f 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

11、4倍焦距。 fu2f u=f 不成像，因为v=无限大平行，所以无限大 uf 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

12、焦物体远离凸透镜时，像会靠近凸透镜，就是说，物往哪个方向走，像就往哪个方向走。当物从无穷远处移动至距离像2F处，那么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 那么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穿插相乘 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 这是正解第 12 页