凹凸透鏡成像的原理及練習(xí)大全

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的。凸透鏡是中央較厚,邊緣較薄的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，凸透鏡有會聚作用故又稱聚光透鏡，較厚的凸透鏡則有望遠(yuǎn)、會聚等作用，這與透鏡的厚度有關(guān)。物距 (u) 成像性質(zhì) 應(yīng)用 u>2f倒立 縮小 實(shí)像照相機(jī)u=2f倒立 等大 實(shí)像測焦距2f>u>f倒立 放大 實(shí)像幻燈機(jī)u=f不成像探照燈u<f正立 放大 虛像放大鏡凸透鏡二倍焦距反大小，一倍焦距反倒正、實(shí)虛、兩側(cè)。 將（如陽光）平行于主光軸（凸透鏡兩個(gè)球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸）射入凸透鏡，光在透鏡的兩面經(jīng)過兩次后，集中在軸上的一點(diǎn)，

2、此點(diǎn)叫做凸透鏡的（記號為F，英文為：focus），凸透鏡在鏡的兩側(cè)各有一實(shí)焦點(diǎn)，如為薄透鏡時(shí)，此兩焦點(diǎn)至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點(diǎn)到透鏡中心的距離，通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小，（記號為：f，英文為：focal length）越短。凸透鏡可用于、及遠(yuǎn)視的人戴的、電影放映機(jī)、幻燈機(jī)、的（lens）等。 凸透鏡主軸：通過凸透鏡兩個(gè)球面球心C1、C2的直線叫凸透鏡的主光軸。 光心：凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。 焦點(diǎn)：平行于主軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會聚于主光軸上一點(diǎn)F，這一點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。 焦距：焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距，用f表示。 物距：物體到凸透鏡光心的距離稱物距，

3、用u表示。 像距：物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱像距，用v表示。 透鏡成像滿足透鏡成像公式1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透鏡焦距） 透鏡成像公式（關(guān)于符號的正負(fù)：物距恒取正值。像距的正負(fù)由像的實(shí)虛來確定，實(shí)像時(shí)為正，虛像時(shí)為負(fù)。凸透鏡的為正值，凹透鏡的為負(fù)值。） 公式變形后可以得到f=uv/(u+v) 或u=vf/(v-f)或v=uf/(u-f) 如何得到成像公式光經(jīng)過凸透鏡只在中間（這里的y軸處）發(fā)生一次折射。（雖然字母多了點(diǎn)，最后有用的只有幾個(gè)）圖注：x（紅）軸凸透鏡主光軸y（藍(lán)）軸凸透鏡O光心F焦點(diǎn)f焦距u物距v像距a物體長度紫線通過光心的光線橙線平行光線綠線平行光經(jīng)

4、過焦點(diǎn)把綠線、紫線的直線解析式求出來：綠線，y=(a/f)x+a；紫線，y=(a/u)x下一步就是求出兩交點(diǎn)坐標(biāo)（其實(shí)只用求橫坐標(biāo)v就可以了）y=(a/f)x+a=(a/u)x x/f1=x/u uxuf=fx 其中，x即為v uv-uf=fv uv=vf+uf 除以v+u f=uv/(u+f) 凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別方法1。觸摸法（中間薄邊緣厚是凹透鏡，中間厚邊緣薄是凸透鏡） 2。聚焦法（射入平行光，會聚的是凸透鏡，發(fā)散的是凹透鏡） 3。放大法（把透鏡放到字下，看照后的字是放大還是縮?。?與凹透鏡的區(qū)別一.結(jié)構(gòu)不同   凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成 是由一面是凹面而

5、另一面不透明的鏡體組成 二.對光線的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 三.成像性質(zhì)不同凸透鏡是折射成像 凹面鏡是反射成像凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒；虛、實(shí)；放、縮。起聚光作用 凹面鏡是反射成像 能成倒立的縮小或放大的實(shí)像，也可以成正立放大的虛像。起散光作用透鏡（包括凸透鏡）是使光線透過，使用光線折后成像的儀器，光線遵守折射定律。面鏡（包括凸面鏡）不是使光線透過，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射定律。 凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實(shí)像或正立放大的虛像?？砂哑叫泄鈺塾诮裹c(diǎn)，也可把焦點(diǎn)發(fā)出的光線折射成平行光。凹面鏡只能成正立放

6、大的虛像，主要用發(fā)散光線。 凸透鏡成像物體放在焦點(diǎn)之外，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實(shí)像越大。物體放在焦點(diǎn)之內(nèi)，在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越大，像距越大，虛像越大。在焦點(diǎn)上時(shí)不會成像。 在2倍焦距上時(shí)會成等大倒立的實(shí)像。 在光學(xué)中，由實(shí)際光線匯聚成的像，稱為實(shí)像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。有經(jīng)驗(yàn)的物理老師，在講述實(shí)像和虛像的區(qū)別時(shí)，往往會提到這樣一種區(qū)分方法：“實(shí)像都是倒立的，而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”，當(dāng)然是相對于原物體而言。 平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像，都是正立的；而凹面鏡和凸透鏡所成

7、的實(shí)像，以及中所成的實(shí)像，無一例外都是倒立的。當(dāng)然，凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像，而它們所成的兩種虛像，同樣是正立的狀態(tài)。 那么人類的眼睛所成的像，是實(shí)像還是虛像呢？我們知道，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像，一定是實(shí)像。根據(jù)上面的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的。可是我們平?？匆姷娜魏挝矬w，明明是正立的?。窟@個(gè)與“經(jīng)驗(yàn)規(guī)律”發(fā)生沖突的問題，實(shí)際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗(yàn)的影響。 當(dāng)物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時(shí)，物體成倒立的像，當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成放大的像，這個(gè)像

8、不是實(shí)際折射光線的會聚點(diǎn)，而是它們的反向延長線的交點(diǎn)，用光屏接收不到，是虛像?？膳c平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 在現(xiàn)實(shí)生活中，凸透鏡被廣泛用于老花鏡的制作原理。老花眼，即光線經(jīng)過眼球前部的晶狀體，未完全集合，像落在了視網(wǎng)膜的后面。則老花鏡作為凸透鏡，先集合一次光線，使像恰好落在視網(wǎng)膜上，矯正了老花眼。 凸透鏡當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時(shí)，物體成倒立的像，這個(gè)像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會聚而成的，是實(shí)際光線的會聚點(diǎn)，能用光屏承接，是實(shí)像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成正立的虛像。 (1) 二倍焦距以外，倒立縮小實(shí)像； 一倍焦距到二倍焦距，倒立放大實(shí)像；

9、一倍焦距以內(nèi)，正立放大虛像； 成實(shí)像物和像在凸透鏡異側(cè)，成虛像在凸透鏡同側(cè)。 (2) 一倍焦距分虛實(shí) 兩倍焦距分大小 透鏡成像規(guī)律表格無 物體到凸透鏡 的距離u像到透鏡 的距離v像的 大小像的 正倒像的 虛實(shí)應(yīng)用 實(shí)例u>2f2f>v>f縮小倒立實(shí)像照相機(jī)u=2fv=2f等大倒立實(shí)像測焦距2f>u>fv>2f放大倒立實(shí)像放映機(jī) 幻燈機(jī) 投影機(jī)u=f無無 無 無 探照燈u<F TD> 虛像 在物體同側(cè) 無放大正立虛像放大鏡（3）凸透鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f 利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路： （1）、物體處于2倍焦距以外 （2）、物體處于

10、2倍焦距和1倍焦距之間 （3）、物體處于焦點(diǎn)以內(nèi) （4）、凹透鏡成像光路 實(shí)驗(yàn)研究凸透鏡的成像規(guī)律是：當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時(shí)得到倒立、放大的實(shí)像；在二倍焦距以外時(shí)，得到倒立、縮小的實(shí)像。 該實(shí)驗(yàn)就是為了研究證實(shí)這個(gè)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，有下面這個(gè)表： 物 距 u 像的性質(zhì) 像的位置 正立或倒立 放大或縮小虛像或?qū)嵪?與物同側(cè)與異側(cè)像距v u>2f 倒立縮小 實(shí)像異側(cè) f<v<2f u=2f 倒立等大 實(shí)像異側(cè) v=2f 此時(shí)物體與像的距離是最小的，既4倍焦距。 f<u<2f 倒立放大 實(shí)像異側(cè) v>2f u=f 不成

11、像，因?yàn)関=無限大（平行，所以無限大） u<f 這就是為了證實(shí)那個(gè)規(guī)律而設(shè)計(jì)的表格。其實(shí)，透鏡成像滿足透鏡成像公式： 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透鏡焦距） 照相機(jī)運(yùn)用的就是凸透鏡的成像規(guī)律 鏡頭就是一個(gè)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(jīng)過漫反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(zhì)，它在曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的像就被記錄在膠卷上 至于物距、像距的關(guān)系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣 物體靠近時(shí)，像越來越遠(yuǎn)，越來越大，最后再同側(cè)成虛像。 另外，物在無窮遠(yuǎn)處的時(shí)候，像可以近似地認(rèn)為在焦點(diǎn)。（正因?yàn)檫@樣，傻瓜相機(jī)不用調(diào)焦） 物遠(yuǎn)離

12、凸透鏡，像也遠(yuǎn)離凸透鏡。物往哪里走，像就往哪里走。 當(dāng)物從無窮遠(yuǎn)處移動至距離像2F處，則物的移動速度比像要快。 凸透鏡成像規(guī)律練習(xí)1. 在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)蠟燭離凸透鏡36cm時(shí)，它的像清晰地映在距凸透鏡20cm另一側(cè)的光屏上，所看到的像是_的_的_像，所用的凸透鏡的焦距_18cm。（填“大于”，“小于”或“等于”）2. 凸透鏡的焦距為8cm，物體放在離凸透鏡12cm遠(yuǎn)處時(shí)，在凸透鏡的另一側(cè)光屏上將會出現(xiàn)物體_，_的實(shí)像。3. 判斷像的虛實(shí)可用下列方法：能用眼睛看到，不能在屏上成像的是_像；既能用眼睛看到，又能在光屏上成像的是_像。4. 如圖3-24所示，是研究凸透鏡成像的一次實(shí)驗(yàn)位置圖

13、，光具座上A、B、C三點(diǎn)分別用于放置器材，其中B點(diǎn)應(yīng)放_（填“光屏”，“蠟燭”或“凸透鏡”）。若此 時(shí)剛好光屏上得到清晰倒立、縮小的像，則蠟燭是放在_點(diǎn)，此時(shí)蠟燭離凸透鏡的距離_焦距。5. 關(guān)于凸透鏡成像規(guī)律的下列說法中，正確的是 ( )A將物體由3倍焦距處移至1.5倍焦距處的過程中，物體的像逐漸變小 B凸透鏡可以成正立、放大的實(shí)像C凸透鏡可以成正立、放大的虛像D置于焦距以內(nèi)的物體不能成像6. (多選)將物體從物距為1.5f處移向3f處，在移動時(shí)物體的像 ( )A先是放大像后是縮小像B先是縮小像后是放大像C逐漸變大D逐漸縮小7. 太陽光正對透鏡照射時(shí)，在離透鏡10cm處的一張紙上出現(xiàn)了一個(gè)十分

14、亮的小光點(diǎn)，而且不一會就燒焦成一個(gè)小洞，那么，當(dāng)用這個(gè)透鏡去做成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，將蠟燭置于離透鏡35cm處，就可以在光屏上得到一個(gè)（ ） A、倒立放大的實(shí)像 B、正立放大的虛像 C、倒立縮小的實(shí)像 D、正立縮小的虛像8. 關(guān)于虛像和實(shí)像，下列說法中正確的是（ ） A、虛像不是光線的會聚點(diǎn) B、實(shí)像也有倒立的，例如水中的倒影 C、實(shí)像可以成像在光屏上 D、沒有光線進(jìn)入眼睛，就既看不到實(shí)像也看不到虛像9. 如圖3-27所示，用手拿著一個(gè)直徑比較大的放大鏡，伸直手臂觀察窗外遠(yuǎn)處的物體，可以看到物體的像，則看到的是（ ） A、正立的像 B、虛像 C、倒立的像 D、放大的像10. 如圖3-28所示，是小麗同學(xué)

15、的臉龐外型和大小，通過凸透鏡看到小麗的臉龐時(shí)，可能看到的像為（ ） 圖3-28 A B C D11. 在做研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)蠟燭到透鏡的距離是10厘米時(shí)，在透鏡的另一側(cè)的光屏上得到一放大的像。則下列判斷正確的是（ ）A、該透鏡的焦距是10厘米 B、該透鏡可作為放大鏡使用C、當(dāng)蠟燭到透鏡的距離是20厘米時(shí)，光屏上可得到一個(gè)縮小的像。 D、當(dāng)蠟燭到透鏡的距離是5厘米時(shí)，在光屏上得不到燭焰的像。4發(fā)光體從距凸透鏡很遠(yuǎn)的地方向焦點(diǎn)移近時(shí)，在凸透鏡另一側(cè)得到像，像距和像的大小 的變化是 A像距變大，像變大 B像距不變，像變大C像距變小，像變小 D像距變大，像變小12. 在圖（2）中，A1B1

16、是物體AB經(jīng)凸透鏡所成的實(shí)像，根據(jù)像的性質(zhì)請?jiān)趫D中大致標(biāo)出物體AB的大小、正倒及位置。A、倒立、放大的實(shí)像B、正立、等大的實(shí)像C、倒立、縮小的實(shí)像D、正立、放大的虛像 F F 13. 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)蠟燭位于凸透鏡某位置時(shí)，在透鏡的另一側(cè)的光屏上成一個(gè)倒立、放大的像，若保持凸透鏡的位置不變，把蠟燭與光屏的位置互相交換，則在光屏上將出現(xiàn)一個(gè)（ ）A、倒立、放大的實(shí)像 B、倒立、縮小的實(shí)像 C、倒立、等小的實(shí)像 D、得不到像14. 在凸透鏡成實(shí)像時(shí)，若在透鏡中間貼一不透光的小紙片，剩下上、下兩部分透光，則原來的像的變化情況是： A像的中間部分消失 B將成兩個(gè)實(shí)像 C原來的整個(gè)像依然

17、存在 D所成的像比原來暗些15. 有一凸透鏡f=15cm，若物體放在焦點(diǎn)外5cm，則像一定是 （ ） A正立放大虛像 B倒立放大虛像 C倒立縮小實(shí)像 D倒立放大實(shí)像16. 在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，在屏上得到了燭焰的像，恰有一小蟲飛落在透鏡的中間部分，那么在屏上所成的像 （ ）A.變成了小蟲的像； B像的中間沒有了； C比原來暗了； D與原來一樣。17. 小明在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對位置如圖所示時(shí)，恰能在光屏上得到一個(gè)清晰的像。由此判斷，他所用凸透鏡的焦距( )A一定大于20厘米 B一定小于8厘米C一定在10厘米到16厘米之間 D一定在8厘米到10厘米之間18. 某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的距離u跟像到凸透鏡的距離v之間關(guān)系的圖像，如圖所示，下列判斷正確的是： A該凸透鏡的焦距是20cm B當(dāng)u=15cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像 C當(dāng)u=25cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的 D把物體從距凸透鏡10cm處移動到30cm處的過程中，像逐漸變小19. 小明在用