凸透镜成像是光学中的一个重要内容。 如何理解和运用成像规律是教学的重点和难点。 本文将凸透镜成像规律概括为“三个成像区域两个特殊点一个动态特性”,易于理解和记忆; 并总结了几种常见的题型,方便快速准确的解题。
1三个成像区域
(1)当物距u>2f时,形成倒立缩小的虚像,图像在1倍焦距至2倍焦距之间。
(2)当物距为2f>u>f时,形成倒立的放大虚像,图像超出2倍焦距。
(3)物距u
2、两个特别点
图像性质突变的特殊点有两个:一是焦点F,二是凸透镜的双焦距。
焦点: (1)焦点是物体的实像和虚像的分界点。 当物体置于焦点(u=f)上时,无法成像; 当物体放置在焦点(uf)内时,它就变成虚像。 (2) 无论图像如何虚像仍然是实像。 当物体靠近焦点时,图像变大,像距也变大。 当物体远离焦点时,图像变小,像距也变小。 (3) 当物距u
双焦距: (1)双焦距是物体缩小虚像和放大虚像的分界点。 当物体置于焦距和双焦距之间时,成为放大的虚像; 当物体置于双焦距处时 成为相同大小的虚像; 当物体放置在双焦距之外时,它就变成缩小的虚像。 (2)当物体成为虚像时,物体置于双焦距处,物体与像的距离最小。 (3)物体 形成虚像时,物体接近双焦距,物体与像的距离变小; 物体距离双焦距较远,物体与像的距离变大。
3、动态特性
当物体沿凸透镜主轴传播时,物像传播方向相同。 当物体形成虚像时,物体离镜头较近且相通,镜头左侧的像离镜头较远; 当物体形成实像时,物体靠近镜头并进行交流,则物体同侧的图像也靠近镜头。
4 六种基本题型
(1)确定图像的特征
例:凸透镜的焦距为15cm。 将物体放在距镜头焦点5cm的主轴上,所成的图像一定是()。
A、直立
B、颠倒
C、放大
D、实像
分析:将物体放在距镜头焦点5cm处的主轴上,则物距可为f
(2)确定焦距范围
例:在凸透镜的成像实验中,将物体置于距透镜20cm处,此时得到倒立的放大虚像,则凸透镜的焦距范围为 。
分析:物距u=20cm,物体成为倒立放大的虚像,应满足f
(3)确定物距或像距
例:用相机给家人拍照,人到相机镜头的距离和胶片到相机镜头的距离分别是()
A.小于2f,大于f
B. 小于2f、大于2f小于f
C.大于2f小于f,小于2f
D.小于f,小于2f
分析:当相机使用物距u>2f时,凸透镜倒置,虚像缩小。 此时像距为f
(4)确定物距或像距变化
例:用镜头焦距恒定的相机拍一个人的四肢,然后用它拍这个人的半身像,应该是()
A.摄像机与人的距离减小,黑匣子的宽度减小
B. 摄像机与人的距离减小,黑匣子的宽度拉长
C. 摄像机与人的距离增大,黑匣子的宽度减小
D. 摄像机与人的距离增加,黑匣子的宽度拉长
分析:图像中半身像比四肢大。 当凸透镜形成虚像时,物距变小,像距减小,图像变大。 因此,应增加摄像机与人之间的距离,并增加黑匣子的宽度。 要拉伸,请选择 D。
(5) 确定物体图像宽度的变化
例:凸透镜的焦距为10cm,当物体沿透镜主轴线远离透镜15cm时,在连接过程中物体与其像的距离为距离镜头40cm ()
A、逐渐减少
B、先减少,后减少
C、逐渐减少
D、先减少,后减少
分析:当物体距镜头15cm(f2f)时凸透镜成像原理图解凸透镜成像原理图解,首先接近双焦距,物像宽度距离增大; 双焦距处,物像距离最小; 然后远离双焦距,物像的宽度减小。 因此,在整个连接过程中,物体与其图像之间的距离先减小,然后减小; 选择B。
(6)确定图像的连接方向
例:物体以匀速运动,距离为2倍凸透镜焦距,则物体的像为( )
A、与物体运动方向相同,像距越来越小
B、与物体运动同方向,像距越来越大
C、与物体运动方向相反,像距越来越大
D、与物体运动方向相反,像距越来越小
分析:根据凸透镜成像的动态特性,像与物体的运动方向是一致的。 物体从远处到凸透镜的双焦距进行通信,即向靠近焦点的方向进行通信。 此时图像变大,像距也变大。 .选B。