凸透镜成像规律在光学中,由实际光线会聚而成,且能在光屏上呈现的像称为虚像;由光线的反向延长线会聚而成,且不能在光屏上呈现的像称为实像。述说虚像和实像的区别时,常常会提及这样一种分辨方式:“实像都是倒立的,而实像都是正立的。”如果是厚的弯月形凹透镜,情况会更复杂。当长度足够大时相当于伽利略望远镜,宽度更大时就会相当于正透镜。一、透镜区别1、结构凸透镜:边沿薄、中间厚,起码要有一个表面制成球面,亦可两面都制成球面。可分为双凸、平凸及凸凹透镜三种。凹透镜:边沿厚、中间薄,起码要有一个表面制成球面,亦可两面都制成球面。可分为双凹、平凹及凹凸透镜三种。2、对光线作用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。3、成像性质凸透镜是折射成像,成的像可以是正立、倒立;实像、实像;放大、等大、缩小。凹透镜是折射成像,只能成正立、缩小的实像。对光线起发散作用。二、总结1、表格总结凸透镜成像规律大小虚实应用特征位置关系倒立缩小虚像照像机、摄像机物像异侧u=2fv=2f倒立虚像精确测焦仪成像大小的分物像异侧倒立放大虚像幻灯机、电影放映机、投影仪不成像强光聚焦手探照灯成像虚实的分放大实像放大镜实像在物体同物像同侧2、规律总结规律1:当物距小于2倍焦距时凸透镜成像规律实验,则像距在1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、缩小的虚像。
此时像距大于物距,像比物小,物像异侧。应用:照像机、摄像机。规律1规律2:当物距等于2倍焦距时,则像距也在2倍焦距,成倒立、等大的虚像。此时物距等于像距,像与物大小相等,物像异侧。规律2规律3:当物距大于2倍焦距、大于1倍焦距时,则像距小于2倍焦距,成倒立、放大的虚像。此时像距小于物距,像比物大,像坐落物的异侧。应用:投影仪、幻灯机、电影放映机。规律3规律4:当物距等于1倍焦距时,则不成像,成平行光射出。规律4规律5:当物距大于1倍焦距时,则成正立、放大的实像。此时像距小于物距,像规律53、记忆口诀(1)一倍焦点分虚实,二倍焦点分大小,二倍焦点物像等。虚像总是异侧倒。物近像远像变大,物远像近像变小。实像总是同侧正。物远像远像变大,物近像近像变小。像的大小像距定,像儿追着物体跑,物距像距和在变。(2)一倍焦距分虚实,两倍焦距分大小。物近像远像变大,物远像近像变小。注:这儿所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜凝聚到主光轴的那一点到透镜光心的距离,也可直接称为焦距;两倍焦距就是指该距离的两倍凸透镜成像的两个分界点:2f点是成放大、缩小虚像的分界点;f点是成虚像、虚像的分界点。薄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)注:透镜成像公式是针对薄透镜而言,所谓薄透镜是指透镜长度在估算物距、像距等时,可以忽视不计的透镜。
当透镜很厚时,必须考虑透镜长度对成像的影响。(3)凸透镜、把光聚,成象规律真有趣;两倍焦距分大小凸透镜成像规律实验,一倍焦距分虚实;二焦以外倒实小,我们用作照像机;一二焦间倒实大,我们用作投影仪;焦点以内正大虚,我们用作放大镜;欲想得到等实象,两倍焦距物体放;焦点之位不成象,点光可变平行光;成象规律记心间,透镜应用法无边。(5)一焦分虚实,二焦分大小;实像同侧正,虚像异侧倒;物进像远大,巧记活运用。三、成像实验为了研究各类猜测,人们常常用光具座进行试验(1)实验时应先调整凸透镜和光屏的高度,使她们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上,以保证烛焰的像能成在光屏的中央。(2)实验过程中,保持凸透镜位置不变,改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离,观察并记录实验现象。按照实验作透镜成像光路:将蜡烛放在2倍焦距以外,观察现象将蜡烛放在2倍焦距和1倍焦距之间,观察现象将蜡烛放在一倍焦距以内,观察现象作凸透镜成像光路进行重复试验(3-5次,找寻实验的普遍规律)实验研究凸透镜的成像规律是:当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的实像;(除物距等于焦距时,在此时不成像)在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的虚像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的虚像。
四、测量焦距1、器材光具座,光屏,刻度尺,凸透镜2、步骤将凸透镜正对太阳让光屏与凸透镜在另左侧承接光斑改变光屏与凸透镜间的距离当光屏上的光斑最小,最亮时,固定。在白纸与凸透镜的位置,用刻度尺(或借助圆规张角测出凸透镜中心与光斑之间的距离,截取圆规张角间长度)再检测出此时凸透镜中心与光斑之间的距离,此距离即为凸透镜的焦距。3、注意1.在阳光下有效,雨雪天气放大镜有可能不能产生光斑!2.在强光下注意火苗,远离易燃物,以防引起火警。3.要使凸透镜,光屏中心和蜡烛焰心在同仍然线上。4、规律记忆1.u2f,倒立缩小的虚像fv2f照像机简记为:外中倒小实(或物远像近像变小)2.u=2f,倒立等大的虚像v=2f可拿来检测凸透镜焦距简记为:两两倒等实(或物等像等像不变)3.2fuf倒立放大的虚像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)4.u=f不成像平行光源头灯简记为:点上不成像(或物等焦距不成像)5.uf正立放大的实像实像在物体同侧放大镜简记为:点内正大虚(或物小焦距像大虚)小于2f简称为远——离凸透镜远一些;u大于2f且小于f简称为近——离凸透镜近一些倍焦距分虚实,2倍焦距分大小。
四环外,拾到小单反。一四环间,拾到大投影。一环内,打假正经。注解:三环外:二倍焦距以外拾到:拾,实(虚像。到,倒(倒立)应用:拍照机打:放大假,虚(实像)凹透镜成像凹透镜成像规律凹透镜成像。成实像时,若是放大的一定是凸透镜生成的,缩小的一定是凹透镜生无论是哪些透镜生成的实像一定是正立的成像规律凹透镜成像规律:只能生成缩小的正立的虚定是凹透镜生成的。而且凹透镜成像一定是正立的。凹透镜凹透镜也称为负球透镜,镜框的中央薄,周边厚,呈凹形,所以又叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能产生实性焦点,顺着飘动光线的反向延长线,在投射光线的同两侧交于F点,产生的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。公式凹透镜成像规律(u为像距,f为焦距,与凸透镜一样)1、对于薄凹透镜:当物体为实物时,成正立、缩小的实像,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内时,成正立、放大的虚像,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焦距以外两倍焦距以内时,成倒立、放大的实像,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实像,2、如果是厚的弯月形凹透镜,情况会更复杂。
当长度足够大时相当于伽利略望远镜,长度更大时就会相当于正透镜。A.报与放大镜不动,耳朵离报远些B.报与耳朵不动,放大镜离报远一些C.报与放大镜不动,耳朵离报近一些D.报与耳朵不动,放大镜离报近一些解析: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内的时侯,物距越大,像距越大,像也越大。也可从成像原理得出推论,平行于主轴的光线不变,而随着物体的远离透镜,过光心的光线越来越缓慢,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内的时侯,物体离焦点越近,像越大。所以答案为B。小明拿着一个半径比较大的实验用的放大镜,伸开四肢观看远处的物体,他可以听到物体的像,下边说法中正确的是(A.射入眼里的光一定是由像发出的B.像一定是实像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,并下蹲了手指看远处的物体时,物距远小于两倍焦距,所以会成像在手下侧稍小于一倍焦距处。而人的双眼在一个手指以外,所以步入人眼的光线肯定是折射光线凝聚成像后再分开的光线,我们看见就好象是从像发出的。这个像肯定是倒立缩小的虚像。所以答案是C。
而选项A中并非所有步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A.放映机离屏远一些,胶卷离镜头远一些B.放映机离屏远一些,胶卷离镜头近一些C.放映机离屏近一些,胶卷离镜头远一些D.放映机离屏近一些,胶卷离镜头近一些解析:这是一道凸透镜的应用题,影片放映机镜头(凸透镜)的焦距是不变的,按照凸透镜成像规律,胶卷距透镜焦点的距离越近,屏上成的像越大,同时,屏离透镜越远。凸透镜成像,物体越紧靠焦点,成的像越大,此时像离凸透镜越远(虚像、虚像都有这个规律)。反过来,物体离凸透镜越远,成的虚像越小,像越紧靠焦点。凹透镜成像,物体体离凹透镜越远,所成的像越小,像越紧靠虚焦点。从上述剖析可知,本题的正确选项为B。三、作为拍照机镜头的应用A.使拍照机紧靠朋友,同时镜头往前缩,离胶卷近些B.使拍照机紧靠朋友,同时镜头向前伸,离胶卷远些C.使拍照机远离朋友,同时镜头往前缩,离胶卷近些D.使拍照机远离朋友,同时镜头向前伸,离胶卷远些解析:拍照机镜头相当于一个凸透镜。镜头后是黑箱,胶卷装在黑箱顶部,胶卷相当于光屏;当拍完合照后,再拍独身像,像要变大。成像时要使像变大,物距应减小,同时减小像距,即拉长黑箱或使镜头前伸。
从上述剖析可知,本题的正确选项为用照像机拍摄水池顶部的物体时,若保持照像机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假定两种情况下,人眼看见的物体等大),则有水时(A.黑箱应略短一些,得到的像会略大些B.黑箱应略短一些,得到的像会略小些C.黑箱应略长一些,得到的像会略大些D.黑箱应略长一些,得到的像会略小些解析:依照拍照机成像原理,当物距增大时,像距变大,要在胶卷上得到物体清晰的像,应将黑箱适当减短一些,同时,胶卷上的像将比原先的像略大一些。本例中,池水中有水时水池顶部的物体因为光的折射看上去比实际位置偏低,当把水排掉无水后,池底的物体相对人来说变远了,若果一直想在原先的位置用此照像机拍到这个物体清晰的相片,按照凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知他应当调整拍照机,使镜头后缩,黑箱应略短些.反之有水时,物体因为光的折射看上去比实际位置偏低,物近像远像变大,使镜头前移,黑箱应略长些,所得的像会略大些.故选C.测绘人员勾画地图时,须要在空中的客机上向地面拍照,称为民航摄影,若使用民航摄影拍照机的镜头焦距为50mm,则底片到镜头的距离为(A.10mm之内B.略大于50mmC.略小于50mmD.等于50mm