光學透鏡 凸透鏡成像(xiàng)規律就是:物體(tǐ)放在焦點之外,在凸透鏡另一側成倒立的(de)實像,

實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體(tǐ)放在焦點之內,

在凸透鏡同一側成正立放大的虛(xū)像。物距越大,像距越大(dà),虛像越大。凹(āo)透鏡對光(guāng)線起發散作(zuò)用, 它的成像規律(lǜ)則要複雜得多。

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一、實像與虛像

在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用(yòng)光屏承(chéng)接;反之,則稱為虛像,隻能由眼睛感(gǎn)覺。有經驗的物理老師,

在講述實像和虛像的區(qū)別時,往往會提到這樣一種區分方法:“實像都是倒立(lì)的,而虛像都(dōu)是正立的。”所謂“正立”和“倒立”,

當然是相對於原物體而言。

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平(píng)麵鏡、凸麵鏡和凹透鏡(jìng)所成的三種(zhǒng)虛(xū)像,都是正立(lì)的;而凹(āo)麵鏡和凸透鏡所成的(de)實像,以及小孔成像中所成的實像,

無一例外都是倒立的。當然,凹麵鏡(jìng)和凸透(tòu)鏡也可以成虛像(xiàng),而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的(de)狀態。

那麽人類的眼睛所成的像,是實像還是虛像呢?我們知(zhī)道,人眼的結構相當於一個凸透鏡,那麽外界(jiè)物體在視網膜上所成的像,

一定是實像。根(gēn)據上麵的經(jīng)驗規律,視網膜上(shàng)的物像似乎應該是倒立的。可是(shì)我們平常看見的任何物體,明明是正立的啊?

這個與“經驗規律”發生衝突的問題(tí),實際上涉及到(dào)大腦皮層的(de)調整作(zuò)用以及(jí)生活經驗的(de)影響。

當物體(tǐ)與凸透(tòu)鏡的(de)距離大於透鏡的(de)焦(jiāo)距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處(chù)向透(tòu)鏡靠近時(shí),像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變大;

當物體與透(tòu)鏡的距離小於焦距時,物(wù)體成放大的像,這個像不是實際折射光線(xiàn)的會聚點,而是(shì)它們的反向延(yán)長線的交點,用光屏接收(shōu)不到,

是虛像。可與(yǔ)平麵鏡所成(chéng)的虛像對比(不能用光屏接收到,隻能用眼睛看到)。

當(dāng)物體與的距離大於(yú)焦距時,物體成(chéng)倒立的(de)像,這個像(xiàng)是蠟燭射向凸(tū)透鏡的光(guāng)經過凸(tū)透鏡(jìng)會聚而成的,是實際(jì)光線的會聚(jù)點,

能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小於焦距時,物體成正立的虛像。

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二、凸透鏡

凸透鏡成像(xiàng)規律

(1)二倍焦距以外,倒立縮小實像;

一倍焦距到二(èr)倍焦(jiāo)距(jù),倒立放大實像;

一倍焦距以內(nèi),正立放大虛像;

成實像物和像在凸透鏡異(yì)側,成虛像在凸透(tòu)鏡同側(cè)。

(2)一倍焦距分虛實

兩倍焦距分大小

物近像遠像變大(dà)

物遠像近像變(biàn)小

物(wù)體到透鏡的距離u 像的大小 像的正倒 像的虛實 像的(de)位置 像到透鏡的距(jù)離v 應用實例
u>2f 縮小 倒立 實像 與物異側 2f>v>f 照相(xiàng)機
u=2f 等大 倒立 實像 與物異側 v=2f 測焦距
2f>u>f 放大 倒立 實像 與物異側 v>2f 幻燈機
u=f —— —— —— —— ——
u<f 放大 正立(lì) 虛像 與物同側(cè) —— 放大鏡

為了研究各種猜想,人們經常用光具座(zuò)進行試驗。

蠟燭(zhú)的(de)燭芯,凸透鏡,光屏應盡量保持在同一(yī)高度上。

(3)凸透(tòu)鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f

利用透鏡(jìng)的特殊光線作(zuò)透(tòu)鏡成像光路:

①、物體處於2倍焦距以外

②、物體處於2倍焦距和1倍焦距之間

③、物體處於焦點以(yǐ)內

④、凹透鏡成像光路

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實驗研(yán)究凸透鏡的成像規律是:當物距在一(yī)倍焦距以內(nèi)時,得到正立、放大的虛像;

在一倍焦距到二(èr)倍焦距之間時得到倒立、放大的實像;在二倍焦(jiāo)距(jù)以外時,得到倒立、縮(suō)小的實像。

透鏡(jìng)成像滿足透鏡成像(xiàng)公式:

對於實像來說:1/u+1/v=1/f

對(duì)於虛像來說:1/u-1/v=1/f原理應用(yòng)鏡(jìng)頭就是一個(gè)凸透鏡,要照的景物就是物體,膠片就是屏(píng)幕

照射在(zài)物(wù)體上的光經過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在(zài)最(zuì)後(hòu)的膠片上,膠片上塗有一層(céng)對光敏感(gǎn)的物質,

它在曝光後發生化學變化,物體的像就被記錄在膠卷上。至於(yú)物距、像距的關係與凸透鏡的成像規律完全一樣,

當物(wù)體靠近時(shí),像越來越遠,越來越(yuè)大,最後再同(tóng)側(cè)成虛像。物距增大,像距減小,像變小;物(wù)距減小,像距增大,像變大。

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三、凹透鏡

凹透鏡成像規律

對於薄凹透鏡:當物體為實物時,成正立、縮小(xiǎo)的虛像,像和物在透(tòu)鏡的同側;

當(dāng)物(wù)體為虛物,凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距(指絕對值)以內時,成正立、放大的實(shí)像(xiàng),像與物(wù)在透鏡的(de)同(tóng)側;

當物體為虛物,凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距(指絕對值(zhí))時,成像於無窮遠;

當物體為虛物(wù),凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距以外兩倍焦距以內(均指絕對值)時,成倒立(lì)、放大的虛像,像與物在透鏡的異側;

當物體為虛物,凹透鏡到虛物(wù)的距離為兩倍(bèi)焦距(指絕對值)時,成與物體同樣大小的虛像,像與(yǔ)物在透鏡的異側;

當物體(tǐ)為虛物,凹透鏡到(dào)虛物的距離為兩倍焦距以外(指絕對值)時,成(chéng)倒立、縮小(xiǎo)的虛像,像與物在透鏡的異側。

如果是厚的彎月形凹透鏡,情況會更複雜。當厚度足夠(gòu)大時相當(dāng)於伽利略望(wàng)遠(yuǎn)鏡,厚(hòu)度更大時還會相當於正透鏡。

原(yuán)理應用:

近視眼鏡是凹透鏡;凹透鏡對光線起發散作用,成(chéng)一個正立、縮(suō)小的虛(xū)像,像物同側,v<u物近像近像變大,物遠像遠像變小

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四(sì)、凹透(tòu)鏡與凸透鏡的區別(bié)

⑴結構 凸透鏡是由兩(liǎng)麵磨成球(qiú)麵的透明鏡體組成

凹透鏡是由兩麵(miàn)都是磨成凹球麵透明鏡體組成

⑵對光線的作用(yòng) 凸透鏡主要對光線起會聚作用

凹透鏡主要對光線(xiàn)起發散作用

⑶成像性(xìng)質 凸透鏡是折射成(chéng)像,成的像可以(yǐ)是 正、倒;虛、實;放、縮,起聚光作用

凹透(tòu)鏡是折射成像隻能成縮小(xiǎo)的正立像,起散光作用

凸麵鏡是反射成(chéng)像;凹麵鏡是反射成像

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透鏡(包(bāo)括(kuò)凸透鏡)是使光線透過,使(shǐ)用光線折後成像的儀器,光線遵守折(shé)射定律(lǜ);

麵鏡(包括凸(tū)麵鏡)不是使光(guāng)線透過,而(ér)是反射回去成像的儀(yí)器,光線遵守反射定律。

凸透鏡可以成倒(dǎo)立放大、等大、縮小的實像或正立放大的虛像。可把平行光會(huì)聚於焦點,

也可把焦點發出(chū)的光線折射成平行光。凹麵鏡隻能成正立縮小的虛像,主要用擴大視野。

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