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01透过现象看本质
我们在日常生活中观察到，相机、投影仪、放大镜等虽然工作原理相同，都有相当于凸透镜的镜头，但为什么它们的成像效果却有如此大的差异呢？
相机变成倒立缩小的虚像；
投影仪变成倒立放大的虚像；
放大镜成为正直和方法的真实图像；
虽然稍微细心的同学会发现，当我们使用这个仪器的时候，我们能观察到的最大的区别就是距离。
拍照的时候，我们会把单反和被拍摄的物体拉远一点，如果太近的话，图像就会显得模糊；
投影机将投影胶片和镜头放置得足够近，然后在远处形成放大的图像；
放大镜必须连接在物体附近才能产生放大效果。 如果距离稍远，图像就会显得模糊。
在数学上，我们的物体到凸透镜光心的距离称为物距，一般用u表示； 像到凸透镜光心的距离称为像距，一般用v表示。
从后一种情况来看，物距和像距之间应该存在某种关系。 其实我们要通过实验来找出它们之间的规律。
02实验
第一步、实验计划
准备灯凳、点燃的蜡烛、凸透镜和光幕。
制作好表格，记录焦距f、物距u、像倒置、大小、虚实、像距v的数据，表格如下：
第二步测量放大镜的焦距
将实验中使用的放大镜对着太阳光，改变凸透镜与地面的距离，直到地面上出现最亮的光点。
我们知道，平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚在焦点处。 太阳光可视为平行光。 地面上最亮的点是凸透镜的焦点。 测得它到凸透镜中心的距离是10cm，这个10cm就是凸透镜的焦距。
第三步、正式实验
1、将蜡烛、凸透镜、光幕依次放置在光具座上，调整蜡烛火焰、凸透镜、光幕的中心大致在同一高度，使蜡烛火焰的图像可以形成在光屏的中心。
2、当蜡烛距离镜头30cm时，连接到光幕上，最终在光幕上得到明亮清晰的图像。 观察发现，这是一个倒立缩小的虚像。 记录此时物距为30cm，像距为15cm。
3.当我们将蜡烛连接到右侧，直到蜡烛距离凸透镜20cm，然后连接到右侧的光幕时，我们在距透镜20cm处接收到清晰的图像。 观察发现，这是一个上下颠倒、大小相等的虚像。 记录此时物距为20cm，像距为20cm。
4、然后将蜡烛连接到右侧，直至蜡烛距离凸透镜15cm，然后连接到右侧的光幕，在距离透镜30cm处接收到清晰的图像。 观察发现，这是一个倒置、放大的虚像。 记录此时物距为15cm，像距为30cm。
可以看到，在向右连接蜡烛的过程中，图像仍然越来越远、越来越大，这就是所谓的近图像和远图像放大。
5、我们继续向右连接蜡烛，发现当蜡烛距离镜头10cm时，无论怎样联通光幕都无法接收到蜡烛火焰的图像。 当我们从左侧通过镜头看时，我们看不到图像，只能看到一个模糊的光点。
6、然后继续向右连接蜡烛，发现当蜡烛距离镜头5cm时，无论光幕如何连接，都无法接收到蜡烛火焰的图像。 而且，我们只能从左侧通过镜头看到蜡烛火焰的图像，这是一个直立的、放大的实像。 记录此时的物距为5cm。
7、最终统计数据如下，看看你是否能发现一些规律？
03数据分析与总结
1、当物距小于2倍焦距时，图像性质倒立、小而实。 像在物体的对侧，像距在1倍焦距到2倍焦距之间。 来自远处物体的光线通过相机，镜头会聚在感光器件上，产生缩小的图像。
2、当物距等于2倍焦距时，像的性质是倒立、等分、立体，像在物体的对面，像距正好是2倍焦距长度。
3、当物距小于1倍焦距、大于2倍焦距时，像的性质是倒立、大、实，像在物体的反面，而像距小于2倍焦距。 宿舍里的投影仪工作时，物体离投影仪镜头比较近，看起来被放大了。 这就是它的工作原理。
4、当物距等于1倍焦距时，不成像，当物距大于1倍焦距时，成像性质为正、大、虚物理凸透镜成像规律画图，成像与物体在同一侧。 将放大镜放在物体和眼睛之间，适当调整距离，以识别物体的细微之处。 正是依靠这个原理。
虽然这个原理可以概括为一个记忆公式：
这个规则大家一定要牢记哦~~
事实上，这就是我们通过实验得出的推论。 当然，我们也可以通过光路图来了解凸透镜成像的规律。
04借助光路图了解凸透镜的成像规律
我们利用凸透镜的三种特殊光线进行绘图来确定图像的大小和位置。 大家应该都还记得凸透镜的这三种特殊光线吧？
线1通过光心时不改变方向；
线2平行于主光轴入射，出射光经过焦点；
线3从焦点进入光线，出射光线平行于主光轴；
由于两条直线可以确定一个固定点，所以我们可以选择直线1和直线2。
有的儿子可能会选择1、3行，或者2、3行，这其实是可以的，而且不合适，为什么呢？
这是因为当物距在1倍焦距以内时，3号线没有穿过凸透镜，所以此时3号线没有作用。
为此，只需根据第1行和第2行分析一次不同物距之间的成像规律即可。
线2的出射光仍然在焦点上，不会随着物距的变化而变化。
然而，线 1 不同，随着物距减小，它会显得更加倾斜。 当物距超过1倍焦距时，线2和线1的出射光线的交点会随着物距的减小而向下、向左移动，这就是我们上面所说的“形成虚像，而物体近了，远处的像就变大了。”
当物距在1倍焦距以内时，2号线与1号线反向延长线的交点会随着物距的减小而向下、向左移动，这就是上述的“真实”图像、物体 近处图像变小。”
如何理解“1倍焦距划分现实，2倍焦距划分尺寸”的规律？
当物距等于1倍焦距时，线1和线2的出射光线是平行的，自然难以成像。 当物距较大时，它将成为虚像，如果物距较小，它将成为实像。
因此，等于1倍焦距的物距就是虚像和实像的分界线。
当物距等于2倍焦距时，由物理几何关系中三角形的全等可知，像与物体相等。 当物距较大时，图像会缩小，如果物距较小，图像会放大。 因此，等于2倍焦距的物距是放大和缩小的分界线。
最后，从下图中我们还可以清楚地看到“虚像是正立的，虚像是倒立的”。
您是否特别清楚凸透镜的成像规律？ 再次提醒物理凸透镜成像规律画图，下图一定要牢记哦~
最后声明，以下中学卷（八、九年级）化学学习内容较多，内容如下：
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