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[!--downpath--]6.2 中学生实验：探究——凸透镜成像
关于不明飞行物（UFO）的理论有很多。 最典型的理论往往是外星飞行器，但一些专家在分析照片数据后提出了“大气透镜”假说来解释这一现象。
“大气透镜”假说提出，在距地面42.33公里处存在由一层气溶胶引物形成的冷气团。 它的密度高于周围的空气，但中间的气团稍厚，所以产生了这层冷气团。 “凸透镜”。 当远处的一束光穿过这个冷气团时，会因为气团长度的变化而汇聚成一个亮点。 “凸透镜”的焦距发生变化，由于月亮的自转，亮点很快纵横交错。 人们误以为光点是不明飞行物。
这种凸透镜成像有什么特点呢？ 只有通过本节的学习，我们才能找到答案。
一、实像与实像
1.1 虚像
实际光线相交形成的影像称为虚像，虚像可以呈现在光幕上。 凸透镜可以形成虚像，如图所示，当点燃的蜡烛经过透镜时，在透镜另一侧的光屏上会出现清晰的倒置烛火。
1.2 实像
实际光线不能相交，实际光线的反延长线相交形成的图像称为实像，不能在光屏上呈现。 凸透镜可以形成实像。 如图所示，当燃烧的蜡烛靠近镜头时，如果用耳朵在镜头的另一侧直接观察，可以看到蜡烛火焰直立放大的影像。
1.3 虚像与实像的区别
(1) 虚像是实际光线相交形成的像； 实像不是由实际光线相交而成凸透镜成像规律5条图片凸透镜成像规律5条图片，而是由实际光线的反延长线相交而成。
(2)虚像可以在光幕上显示出来，用耳朵可以听到； 真实的影像无法在光屏上显示出来，只能用耳朵去聆听。
【方向拨盘】判断是虚像还是实像的方法：一是能在光幕上呈现，二是能看到光线能到达。
2.探索凸透镜成像规律
2.1 物距和像距
(1)物距：物体到镜头光心的距离称为麦距，符号u。
(2)像距：像距镜头光心的距离称为像距，符号v。
2.2 实验探索：凸透镜成像规律
(1) 提出问题：凸透镜成像遵循什么规律？
(2) 推测和假设：凸透镜成像的大小和倒置可能与物体的位置有关。
(3) 实验器材：蜡烛、凸透镜（焦距f=10cm）、光幕、光具座等。
(4) 实验步骤： ① 调整蜡烛火焰中心、凸透镜中心和光屏中心，使其在同一直线上并与光具座平行（如图）
②改变点燃的蜡烛到凸透镜的距离，由远到近，观察像的大小、倒置、虚实的变化。 在每种情况下检测蜡烛和图像到凸透镜的距离。
③在实像和虚像两种情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，使其向两边或两侧凹陷，观察火焰的影像是否向两边凹陷。 注意图像与物体的左右关系。
(5) 观察实验现象，收集实验数据
①实验数据记录见下表。
②形成实像时，将蜡烛的火焰向左吹，观察到的火焰像也向左偏移； 形成虚像时，将蜡烛的火焰吹向左侧，将观察到的火焰像吹向右侧。
(6) 分析与推断
核心提示：“倒置”是指图像的上下左右位置与物体的上下左右位置颠倒。 “放大”或“缩小”是图像与物体大小比较的结果。
【方法拨】凸透镜成像规则：（1）加倍焦距虚实分离（即物体在倍焦距内成实像，倍焦距外成虚像） . (2)倍焦距的大小(即物距大于倍焦距为放大像，焦点除外；物距小于倍焦距为缩小像)。 (3)对面虚像始终直立，同侧实像始终直立。
3.凸透镜成像光路图（难点）
凸透镜既能成放大像又能成缩小像，既能成虚像又能成实像。 我们可以用光路图来直观直观地研究凸透镜的成像。 借助凸透镜的三种特殊光线中的两种，我们可以画出相应的光路图。 这是理解凸透镜成像规律的最好方法，也很容易记住这个规律。
(1)当物距u>2f时，如图A所示，在凸透镜的另一左侧形成倒置缩小的虚像。
(2)当物距u=2f时，如图B所示，在凸透镜的另一左侧形成一个倒置的大小相等的虚像。
(3)当物距f
(4)当物距u=f时，如图D所示，从物体发出的光经过凸透镜后平行出射，没有交点，不成像。
(5)当物距u
【方法拨盘】凸透镜的三种特殊光线：（1）通过凸透镜光心的光线在通过凸透镜后传播方向不变。 (2)平行于主光轴的光线经凸透镜折射后会聚到焦点。 (3) 通过焦点的光线经凸透镜折射，传播方向平行于主光轴。