凸透鏡成像規(guī)律

1、凸透鏡成像規(guī)律1透鏡區(qū)別1. 1.1結構不同2. 1.2對光線作用不同3. 1.3成像性質不同4. 1.4透鏡與面鏡2成像規(guī)律1. 2.1成像距離2. 2.2文字總結3成像實驗4應用1. 4.1人眼2. 4.2照相機3. 4.35測量焦距6推導方法1. 6.1幾何法2. 6.2函數法7規(guī)律記憶8應用例題簡介在光學中，由實際光線會聚而成，且能在光屏上呈現的像稱為實像；由光線的反向延長線會聚而成，且不能在光屏上呈現的像稱為虛像。講述實像和虛像的區(qū)別時，往往會提到這樣一種區(qū)分方法：“實像都是倒立的，而虛像都是正立的。如果是厚的彎月形凹透鏡，情況會更復雜。當厚度足夠大時相當于伽利略望遠鏡，厚度更大時還

2、會相當于正透鏡。1透鏡區(qū)別結構不同凸透鏡：邊緣薄、中間厚，至少要有一個外表制成球面，亦可兩面都制成球面?？煞譃殡p凸、平凸及凹凸透鏡三種。凹透鏡：邊緣厚、中間薄，至少要有一個外表制成球面，亦可兩面都制成球面。可分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。對光線作用不同凸透鏡主要對光線起會聚作用。凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用。成像性質不同凸透鏡是折射成像，成的像可以是正立、倒立；虛像、實像；放大、等大、縮小對光線起會聚作用。凹透鏡是折射成像，只能成正立、縮小的虛像。對光線起發(fā)散作用。透鏡與面鏡透鏡通常分為凸透鏡和凹透鏡能透過光線，當平行光源照射時，能使光線發(fā)生折射，光線均遵守折射定律。面鏡通常分為凸面鏡和凹面鏡不

3、能透過光線，當平行光源照射時，能使光線發(fā)生反射，光線均遵守反射定律。凸透鏡可以成倒立的放大、等大、縮小的實像或正立、放大的虛像?？砂哑叫杏谥鞴廨S的光線會聚于焦點，也可把焦點發(fā)出的光線折射成平行光線。凹透鏡只能成正立、縮小的虛像，主要用于擴散光線。2成像規(guī)律成像距離凸透鏡成像規(guī)律物距(u)像距(v)正倒大小虛實應用特點物鏡、像的位置關系u>2ff<v<2f倒立縮小實像照相機人眼-物、像在鏡的兩側u=2fv=2f倒立等大實像測焦距大小分界點物、像在鏡的兩側f<u<2fv>2f倒立放大實像投影儀幻燈機-物、像在鏡的兩側u=f不成像-平行光源測焦距實虛分界點-u&l

4、t;fv>u正立放大虛像放大鏡虛像在物體物、像在鏡的同同側，虛像側在物體之后文字總結1物距無窮遠時，像變成一個很小很亮的光點，仍為實像。但像距比物距遠時，會在光屏另一邊產生一個正立的虛像當物體位于凸透鏡二倍焦距之外時，物體在透鏡的異側成倒立、縮小的實像，成像屏的距離位于焦距和二倍焦距之間，物體與實像高度的大小之比等于物距與像距之比。1當物體位于凸透鏡一倍焦距到二倍焦距之間時，成倒立放大的實像；當物體位于凸透鏡一倍焦距處時不成像；當物體位于凸透鏡一倍焦距以內，成正立、放大的虛像；成實像時，物和像在凸透鏡異側；成虛像時，物和像在凸透鏡同側。一倍焦距分虛實，兩倍焦距分大小。物近像遠像變大，物遠

5、像近像變小。注：這里所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡會聚到主光軸的那一點到透鏡光心的距離，也可直接稱為焦距；兩倍焦距就是指該距離的兩倍凸透鏡成像的兩個分界點：2f點是成放大、縮小實像的分界點；f點是成實像、虛像的分界點。薄透鏡成像滿足透鏡成像公式：1/u（物距）+1/v像距二1/f透鏡焦距注：透鏡成像公式是針對薄透鏡而言，所謂薄透鏡是指透鏡厚度在計算物距、像距等時，可以忽略不計的透鏡。當透鏡很厚時，必須考慮透鏡厚度對成像的影響。3成像實驗南1*4光具座為了研究各種猜測，人們經常用光具座進行試驗1實驗時應先調整凸透鏡和光屏的高度，使他們的中心與燭焰中心盡量保持在同一水平高度上，以保證燭焰的像能

6、成在光屏的中央。2實驗過程中，保持凸透鏡位置不變，改變蠟燭或光屏與凸透鏡的距離，觀察并記錄實驗現象。根據實驗作透鏡成像光路：將蠟燭置于2倍焦距以外，觀察現象將蠟燭置于2倍焦距和1倍焦距之間，觀察現象將蠟燭置于一倍焦距以內，觀察現象作凸透鏡成像光路5進行重復試驗3-5次，尋找實驗的普遍規(guī)律實驗研究凸透鏡的成像規(guī)律是:當物距在一倍焦距以內時，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像；在二倍焦距以外時，得到倒立、縮小的實像。4應用人眼人類的眼睛所成的像，是實像還是虛像呢?我們知道，人眼的結構相當于一個凸透鏡，那么外界物體在視網膜上所呈的像，一定是實像。根據上面的經驗規(guī)律,

7、視網膜上的物像似乎是倒立的。可是我們平?？匆姷娜魏挝矬w，明明是正立的啊？這個與經驗與規(guī)律發(fā)生沖突的問題，實際上涉及到大腦皮層的調整作用以及生活經驗的影響。由于視覺錯誤，人眼認為光是由物體發(fā)出并直射入人眼。當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時、物體成倒立的像，當物體從較遠處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，這個像不是實際折射光線的會聚點，而是它們的反向延長線的交點，用光屏接收不到，是虛像。平面鏡所成的虛像比照不能用光屏接收到，只能用眼睛看到。照相機照相機的鏡頭就是一個凸透鏡，要照的景物就是物體，膠片就是屏幕。照射在物體上的光經過漫反

8、射通過凸透鏡將物體的像成在最后的膠片上；膠片上涂有一層對光敏感的物質，它在曝光后發(fā)生化學變化，物體的像就被記錄在膠卷上而物距、像距的關系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣。物體靠近時，像越來越遠，越來越大，最后再同側成虛像。物距增大，像距減小，像變??；物距減小，像距增大，像變大。一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小。其他放映機，幻燈機，投影機，放大鏡，探照燈，攝像機和攝像頭都應用了凸透鏡，凸透鏡完善了我們的生活，時時刻刻都應用在生活中。遠視眼鏡就是凸透鏡，近視眼鏡就是凹透鏡。另外凸透鏡還用于：1、拍攝、錄像2、投影，幻燈，電影3、用于特效燈光聚焦成各種花色4、成虛像用于放大文字、工件、地圖等5測量焦距器材光

9、屏，刻度尺圓規(guī)也可以，待測凸透鏡步驟將凸透鏡正對太陽讓光屏與凸透鏡在另一側承接光斑改變光屏與凸透鏡間的距離當光屏上的光斑最小，最亮時，固定。在白紙與凸透鏡的位置，用刻度尺或利用圓規(guī)張角測出凸透鏡中心與光斑之間的距離，截取圓規(guī)張角間長度再測量出此時凸透鏡中心與光斑之間的距離，此距離即為凸透鏡的焦距。一、/汪忠在陽光下有效，陰雨天氣放大鏡有可能不能形成光斑！在強光下注意火苗，遠離可燃物，以防引發(fā)火災。6推導方法凸透鏡的成像規(guī)律是1/u+1/v=1/f即：物距的倒數與像距的倒數之和等于焦距的倒數。一共有兩種推導方法。分別為“幾何法與“函數法幾何法【題】如右圖，用幾何法證明1/u+1/v=1/f幾何法

10、推牙凸造現成烈規(guī)律M圄幾何法推導凸透鏡成像規(guī)律【解】.AB6AA'B'O .AB:A'B'=u:v,.COFAA'B'F .CO:A'B'=f:(v-f) 四邊形ABO矩形 .AB=CO .AB:A'B'=f:(v-f)u:v=f:(v-f)u(v-f)=vfuv-uf=vf:uvfwO(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf .1/f-1/v=1/u即：1/u+1/v=1/f函數法【題】如右圖，用函數法證明1/u+1/v=1/f函數求推芍-凸前做成像爆律和畫【解】一根底右圖為凸透鏡成像示意圖。其中c為成像

11、的物體長度，d為物體成的像的長度。u為物距，v為像距，f為焦距。步驟一為便于用函數法解決此問題，將凸透鏡的主光軸與平面直角坐標系的橫坐標軸X軸關聯(lián)即重合，將凸透鏡的理想折射面與縱坐標軸y軸關聯(lián),將凸透鏡的光心與坐標原點關聯(lián)。那么：點A的坐標為-u,c，點F的坐標為f,0，點A'的坐標為v,-d，點C的坐標為0,c。二將AA,A'C雙向延長為直線11,12,視作兩條函數圖象。由圖象可知：直線11為正比例函數圖象:直線12為一次函數圖象。三設直線11的解析式為y=k1x,直線12的解析式為y=k2x+b依題意，將A(-u,c),A'(v,-d),C(0,c)代入相應解析式得

12、方程組：c=-u-k1-d=k2v+bc=b把k1,k2當成未知數解之得：k1=-(c/u)k2=-(c/f)一兩函數解析式為：y=-(c/u)xy=-(c/f)x+c;兩函數交點A'的坐標x,y)符合方程組y=-(c/u)xy=-(c/f)x+c-A'(v,-d) 代入得：-d=-(c/u)v-d=-(c/f)v+c .-(c/u)v=-(c/f)v-c=-d(c/u)v=(c/f)v-c=dcv/u=(cv/f)-cfcv=ucv-ucffv=uv-uf:uvfwOfv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf) .1/u=1/f-1/v即：1/u+1/v=1/f7規(guī)律記憶

13、2、1 .u>2f,倒立縮小的實像f<v<2f照相機簡記為：外中倒小實或物遠像近像變小2 .u=2f,倒立等大的實像v=2f可用來測量凸透鏡焦距簡記為：兩兩倒等實或物等像等像不變3 .2f>u>f倒立放大的實像v>2f放映機，幻燈機，投影機簡記為：中外倒大實或物近像遠像變大4 .u=f不成像平行光源：探照燈簡記為：點上不成像或物等焦距不成像5 .u<f正立放大的虛像無虛像在物體同側放大鏡簡記為：點內正大虛或物小焦距像大虛注：u大于2f簡稱為遠一一離凸透鏡遠一些；u小于2f且大于f簡稱為近離凸透鏡近一些.*、物三像二小實倒物二像三倒大實物與像同側正大虛物

14、近像遠像變大，物遠像近像變小，1倍焦距分虛實，2倍焦距分大小。二、二環(huán)外，拾到小相機。一二環(huán)間，拾到大投影。一環(huán)內，打假正經。注解：二環(huán)外：二倍焦距以外拾到：拾，實實像。至L倒倒立應用：照相機打：放大假，虛虛像經，放大鏡8應用例題例1老奶奶用放大鏡看報時，為了看到更大的清晰的像，她常常這樣做A.報與放大鏡不動，眼睛離報遠些B.報與眼睛不動，放大鏡離報遠一些C.報與放大鏡不動，眼睛離報近一些D.報與眼睛不動，放大鏡離報近一些解析：放大鏡是凸透鏡，由凸透鏡成像實驗可以看出，當物體在一倍焦距以內的時候，物距越大，像距越大，像也越大。也可從成像原理得出結論，平行于主軸的光線不變，而隨著物體的遠離透鏡，

15、過光心的光線越來越平緩，所以兩條光線的反向延長線交點就離透鏡越遠，像就越大。也就是在一倍焦距以內的時候，物體離焦點越近，像越大。所以答案為Bo例2小明拿著一個直徑比擬大的實驗用的放大鏡，伸直手臂觀看遠處的物體，他可以看到物體的像，下面說法中正確的選項是A.射入眼中的光一定是由像發(fā)出的B.像一定是虛像C.像一定是倒立的D.像一定是放大的解析：放大鏡是凸透鏡，在手拿凸透鏡，并伸直了手臂看遠處的物體時，物距遠大于兩倍焦距，所以會成像在手內側稍大于一倍焦距處。而人的眼睛在一個手臂以外，所以進入人眼的光線肯定是折射光線會聚成像后再分開的光線，我們看到就好似是從像發(fā)出的。這個像肯定是倒立縮小的實像。所以答

16、案是。而選項A中并非所有進入人眼的光線都是從像發(fā)出來的。二、作為放映機鏡頭的應用例3在農村放映電影，試鏡頭時，發(fā)現屏上的影像小了一點，應當怎樣調整放映機A.放映機離屏遠一些，膠片離鏡頭遠一些B.放映機離屏遠一些，膠片離鏡頭近一些C.放映機離屏近一些，膠片離鏡頭遠一些D.放映機離屏近一些，膠片離鏡頭近一些解析：這是一道凸透鏡的應用題，電影放映機鏡頭凸透鏡的焦距是不變的，根據凸透鏡成像規(guī)律，膠片距透鏡焦點的距離越近，屏上成的像越大，同時，屏離透鏡越遠。凸透鏡成像，物體越靠近焦點，成的像越大，此時像離凸透鏡越遠實像、虛像都有這個規(guī)律。反過來，物體離凸透鏡越遠，成的實像越小，像越靠近焦點。凹透鏡成像，

17、物體體離凹透鏡越遠，所成的像越小，像越靠近虛焦點。從上述分析可知，此題的正確選項為Bo三、作為照相機鏡頭的應用例4某同學拍畢業(yè)合影后，想拍一張單身像。攝影師應采取的方法是A.使照相機靠近同學，同時鏡頭往后縮，離膠片近些B.使照相機靠近同學，同時鏡頭往前伸，離膠片遠些C.使照相機遠離同學，同時鏡頭往后縮，離膠片近些D.使照相機遠離同學，同時鏡頭往前伸，離膠片遠些解析：照相機鏡頭相當于一個凸透鏡。鏡頭后是暗箱，膠片裝在暗箱底部，膠片相當于光屏；當拍完合影后，再拍單身像，像要變大。成像時要使像變大，物距應減小，同時增大像距，即拉長暗箱或使鏡頭前伸。從上述分析可知，此題的正確選項為Bo例5用照相機拍攝

18、水池底部的物體時，假設保持照相機的位置不變，比擬池中有水和無水兩種情況假設兩種情況下，人眼看到的物體等大，那么有水時A.暗箱應略短一些，得到的像會略大些B.暗箱應略短一些，得到的像會略小些C.暗箱應略長一些，得到的像會略大些D.暗箱應略長一些，得到的像會略小些解析：根據照相機成像原理，當物距減小時，像距變大，要在膠片上得到物體清晰的像，應將暗箱適當拉長一些，同時，膠片上的像將比原來的像略大一些。本例中，池底的物體在有水與無水兩種情況下，相對于照相機鏡頭的距離是不同的；由于光的折射作用，池中有水時相當于物距減小了。根據成像原理可知，正確選項為Co例6測繪人員繪制地圖時，需要在空中的飛機上向地面照

19、相，稱為航空攝影，假設使用航空攝影照相機的鏡頭焦距為50mm那么底片到鏡頭的距離為A.10mm內B.略小于50mmC.略大于50mmD.等于50mm解析：航空攝影是指在飛機上向地面拍照，由于物體距離凸透鏡非常遠，可以看成從無限遠處入射的光線，它所成的像應當略大于焦距。故此題的正確選項為Co【評注】解決有照顧相機、幻燈機和放大鏡應用的問題都離不開凸透鏡成像規(guī)律。而掌握這些規(guī)律的最好方法就是畫圖，因此，同學們在課下應反復畫物體在凸透鏡不同位置的成像光路圖，在這個根底上熟練掌握知識點分析中所列的表格，再做這種問題就得心應手了。詞條圖冊更多圖冊詞條圖片（5張）A.圖中B.圖中C.圖中D.圖中如下圖，F

20、為凸透鏡的兩個焦點，AB為物體AB的像，那么物體AB在I區(qū)域，箭頭水平向右II區(qū)域，箭頭水平向右II區(qū)域，箭頭方向向左斜上方I區(qū)域，箭頭方向向右斜上方考點：凸透鏡成像規(guī)律及其探究實驗.專題：圖析法.分析：根據圖中告訴的像距與焦距的關系，結合凸透鏡成像的規(guī)律即可確定像與物體之間的大小關系，以及物距與焦距的關系.解答：解：由題意知，像在一倍焦距和二倍焦距之間，根據凸透鏡成像的特點，此時物體應在二倍焦距以外，且成的像是倒立縮小的實像，因此物體應比A'B'大，箭頭方向向上；像在主光軸下方，根據凸透鏡的三條特殊光線，利用折射時光路是可逆的，作出物體AB,由圖可知；那么物體應在主光軸下方，

21、所以物體在圖中I區(qū)域，箭頭方向向右斜上方.I山_應選D.點評：凸透鏡成像的規(guī)律涉及四個方面：物距與焦距的關系；成像的性質；像距與焦距來的關系；應用.只要告訴其中的一個方面，就可以確定其它三個方面的內容.在此題中，根據圖示確定了像距與焦距的關系；然后利用凸透鏡成像的規(guī)律物距與物體與像的大小關系凸透鏡成像時，如果把透鏡的下半部用透光板遮住，那么成的像怎么樣？仍能成完整的實像，但所成的像變暗這個實驗可以根據我們的推論得出答案，首先物體上的每一個點都相當于一個點光源.向四周發(fā)射光線，那么其發(fā)出的光在上下凸透鏡面都有，并最終會聚到一個對應點上那么你遮住下半局部只是將下半局部上那些點光源射出的一些光線遮住

22、了，而不能遮住全部，那么這個物體任然能成像，只是由于光線減少，變暗了而已一一物體位于凸透鏡前的主光軸上，用不透明紙板把透鏡的下半部擋住后，物體在光屏上的像A只有上半局部，亮度不變B只有下半局部，亮度不變C與原來相同，亮度不變D與原來相同，亮度變暗D與原來相同，亮度變暗肯定選D了不管透鏡多大，物體的每一點發(fā)出的光都可通過透鏡，當然每一也都可以成像，所以物體成德像是完整的透鏡大小只是決定透過光的多少，也就決定像的亮度物體發(fā)出或者反射的光線，會射向空間各個方向，也就是說物體每個點發(fā)出的光線多會通過透鏡中的每一點，因此理論上只要在透鏡上有一點透光，多可能成像,因為只要物體上各點發(fā)出的所有光線中各有一條到達屏幕就會成像。至于變暗，