凸透鏡成像規(guī)律與圖解

1、 PAGE20 / NUMPAGES20 凸透鏡成像規(guī)律圖解2009年08月03日 星期一 20:15凸透鏡成像規(guī)律物體放在焦點(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，像距越小，虛像越小。 在光學(xué)中，由實(shí)際光線匯聚成的像，稱為實(shí)像，能用光屏呈接；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(huì)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?！彼^“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

2、；而凹面鏡和凸透鏡所成的實(shí)像，以及小孔成像中所成的實(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

3、焦距時(shí)，物體成放大的像，這個(gè)像不是實(shí)際折射光線的會(huì)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。可與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）。 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(huì)聚而成的，是實(shí)際光線的會(huì)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。 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 凹透鏡是由兩面都是磨成凹球面透明鏡體組成 二.對光線的作用不同 凸透鏡主要對光線起會(huì)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 凹透鏡是折射成像凸

4、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 凹透鏡是折射成像只能成縮小的正立像。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。 凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實(shí)像或正立放大的虛像。可把平行光會(huì)聚于焦點(diǎn)，也可把焦點(diǎn)發(fā)出的光線折射成平行光。凸面鏡只能成正立縮小的虛像，主要用擴(kuò)大視野。(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； 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

5、大小 凸透鏡成像規(guī)律表格物體到透鏡的距離u 像的大小 像的正倒 像的虛實(shí) 像到透鏡的距離v 應(yīng)用實(shí)例 u是物距 v是像距 f是焦距u2f，倒立縮小的實(shí)像 2fvf 照相機(jī)u=2f, 倒立等大的實(shí)像 v=2f 2fuf 倒立放大的實(shí)像 v2f 放映機(jī),幻燈機(jī)，投影機(jī)u=f 不成像 平行光源：探照燈u2f 倒立縮小 實(shí)像異側(cè) fv2f 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。fu2f u=f 不成像 平行光源：探照燈uf 正立 放大 虛像 同側(cè) u,v同側(cè) 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）=

6、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。物距增大，像距減小，像變?。晃锞鄿p小，像距增大，像變大。物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小?？偨Y(jié)凸透鏡成像規(guī)律圖表： 凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用:放大鏡： uf 正立. 放大. 虛像投影儀： 2fuf 倒立. 放大. 實(shí)像照相機(jī)： u2f

7、 倒立. 縮小. 實(shí)像物距(u)(subject distance）像距（v)(image distance)凸透鏡成像及應(yīng)用教案精品源自HYPERLINK .3edU.net/YY/ o 英語英語科一：知識(shí)點(diǎn)梳理1、 透鏡：透鏡是利用光的折射原理制成的光學(xué)器件。（1） 分類： 凸透鏡：中間厚、邊緣薄的透鏡稱為凸透鏡。 凹透鏡：中間薄、邊緣厚的透鏡稱為凹透鏡。（2） 透鏡的主光軸和光心 主光軸：透過透鏡兩側(cè)球面球心的直線叫做主光軸，簡稱為主軸 光心：主光軸上有個(gè)特殊的點(diǎn)，透過它的光線傳播方向不改變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心，用字母“O”表示。對于透鏡而言，黃新就是透鏡的中心。 （3） 透鏡對光的作

8、用： 凸透鏡：對光線有會(huì)聚作用。因而人們又把凸透鏡稱為會(huì)聚透鏡。 凹透鏡：對光線有發(fā)散作用。因而人們又把凹透鏡稱為發(fā)散透鏡。2、 通過凸透鏡的三種特殊光線： （1）平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后經(jīng)過凸透鏡的焦點(diǎn)。 （2）過焦點(diǎn)射向凸透鏡的光線經(jīng)過凸透鏡后跟主光軸平行。 （3）射向凸透鏡光心的光線經(jīng)過凸透鏡后傳播方向不改變。3、 通過凹透鏡的三種特殊光線： （1）平行于主光軸的光線經(jīng)過凹透鏡后向外發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線經(jīng)過凹透鏡的焦點(diǎn)。 （2） 射向凹透鏡另一側(cè)虛焦點(diǎn)的光線，經(jīng)過凹透鏡后跟主光軸平行。 （3）射向凹透鏡光心的光線經(jīng)過凹透鏡后傳播方向不改變。4、凸透鏡成像規(guī)律：物體放在焦點(diǎn)之外

9、，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。物距越小，像距越小，虛像越小。5、眼睛與視力校正 （1）眼睛結(jié)構(gòu)：晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。（2）眼睛成像原理： 正常人的眼睛：正常人的眼睛既能看清楚進(jìn)出的物體，也能看清楚遠(yuǎn)處的物體，是因?yàn)檎Ｈ说难劬梢愿鶕?jù)物體的遠(yuǎn)近調(diào)節(jié)晶狀體的彎曲程度，從而改變它的焦距，使物體的像總成在視網(wǎng)膜上。 近視眼：近視眼只能將近處物體成像在視網(wǎng)膜上，而將遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜前。應(yīng)當(dāng)戴一個(gè)焦距合適的凹透鏡來矯正。 遠(yuǎn)視眼：遠(yuǎn)視眼只能將遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜上，而將近處的

10、物體成像在視網(wǎng)膜后。應(yīng)當(dāng)戴一個(gè)焦距合適的凸透鏡來矯正。成像原理圖： （3）眼鏡的度數(shù)：眼鏡的度數(shù)等于焦距（焦距以米做單位）的倒數(shù)的100倍。6、常用的光學(xué)儀器及成像原理： （1）放大鏡：放大鏡是一個(gè)短焦距的凸透鏡。成像原理是：當(dāng)物體位于凸透鏡的一倍焦距之內(nèi)時(shí)，成放大、正立的虛像。 （2）照相機(jī)：照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，膠片相當(dāng)于光屏。成像原理是：當(dāng)被拍攝景物到鏡頭的距離大于二倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像。 （3）幻燈機(jī)和投影儀：當(dāng)投影片到鏡頭的距離在大于鏡頭焦距小于二倍焦距時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像。 （4）光學(xué)顯微鏡：物鏡：成倒立放大的實(shí)像。 目鏡：成正立放大的虛像。二：重難點(diǎn)突破1、凸透鏡成

11、像：例1、物體放在凸透鏡前12cm處，在透鏡另一側(cè)的光屏上成一個(gè)倒立、放大的像，當(dāng)物體距凸透鏡8cm時(shí)所成的像：（ ）A.一定是倒立、放大的實(shí)像； B. 可能是倒立、縮小的實(shí)像；C. 可能是正立、放大的虛像； D. 可能是正立、等大的虛像。解析：由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物距大于焦距小于二倍焦距時(shí)，成倒立放大的實(shí)像，即12大于焦距小于二倍焦距，所以該凸透鏡的焦距在大于6小于12之間；當(dāng)物距變?yōu)?時(shí)，物距可能小于焦距，也可能大于焦距或者正好等于焦距，如果物距小于焦距，成正立放大的虛像，物距等于焦距時(shí)不成像，物距大于焦距時(shí)并且要小于耳內(nèi)焦距，成倒立放大的實(shí)像。故本題選項(xiàng)C正確。答案：C小練習(xí)：1、

12、像的成因有三個(gè)：直線傳播成像、反射成像和折射成像，所成的像有實(shí)像和虛像兩種。下面所列的成像實(shí)例：針孔照相機(jī)內(nèi)所成的像；在潛望鏡中看到的景物的像；放大鏡中看到的物體的像；幻燈機(jī)屏幕上的像；汽車觀后鏡中的像（ ） A. 屬于實(shí)像的是 B. 屬于虛像的是 C. 屬于折射成像的是 D. 屬于反射成像的是2、市場上出售一種“人參酒”，在酒瓶中浸著一只人參，你看到的浸沒在瓶中的人參實(shí)際上是： A實(shí)物 B等大的人參的實(shí)像C放大的人參的實(shí)像 D放大的人參的虛像答案：1、A 2、D2、眼睛與實(shí)力矯正： 例2、近視眼配戴眼鏡的目的是 （ ） A使進(jìn)入眼的光線亮度增強(qiáng) B、為了美觀 C使光線進(jìn)入眼之前會(huì)聚一些 D使

13、光線進(jìn)入眼之前發(fā)散一些解析：近視眼是由于晶狀體聚光能力過強(qiáng)，使遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜前，因而要配戴一個(gè)焦距合適的凹透鏡來矯正，凹透鏡對光線由發(fā)散作用，這樣光線經(jīng)過近視眼鏡和晶狀體的共同作用，能使遠(yuǎn)處的物體成像在視網(wǎng)膜上。所以選項(xiàng)D正確。答案：D小練習(xí)：1、關(guān)于遠(yuǎn)視眼，下列說法中正確的是 （ ）A一般是由于人年齡增大，睫狀體對晶狀體的調(diào)節(jié)能力減弱B、需要配戴發(fā)散用的透鏡來矯正C、來自近處的物體的光將會(huì)聚于視網(wǎng)膜上的前方D原因是晶狀體太厚，或眼球在前后方向太長 2、人眼的晶狀體相當(dāng)于凸透鏡，當(dāng)人觀察物體時(shí)，物體在視網(wǎng)膜上所成的像是：正立、縮小的虛像 倒立、縮小的實(shí)像倒立、縮小的虛像 正立、縮小的實(shí)像

14、答案：1、A 2、B3、光學(xué)儀器及其應(yīng)用：例3|、用鏡頭焦距不變的照相機(jī)給某同學(xué)拍照時(shí)，底片上成一清晰的半身像，現(xiàn)要改拍全身像，則應(yīng)該 （ ）A照相機(jī)遠(yuǎn)離該同學(xué)，鏡頭向前調(diào)節(jié) B、照相機(jī)遠(yuǎn)離該同學(xué)，鏡頭向后調(diào)節(jié)C照相機(jī)靠近該同學(xué)，鏡頭向前調(diào)節(jié) D照相機(jī)靠近該同學(xué)，鏡頭向后調(diào)節(jié) 解析：根據(jù)凸透鏡成像原理，要使凸透鏡所成的像變大，物體到凸透鏡的距離要減小，同時(shí)所成像的像距要變大，故應(yīng)該將照相機(jī)靠近該同學(xué)，同時(shí)使鏡頭向前伸來增大鏡頭到膠片的距離。 答案：C小練習(xí)： 1、潛望鏡、老花鏡、近視鏡、汽車的觀后鏡，依次用的是 （ ）A凹透鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸面鏡 B、平面鏡、凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡C平面鏡

15、、凸透鏡、凹透鏡、凸透鏡、 D平面鏡、凹透鏡、凸透鏡、凸透鏡 2、顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡，每組透鏡的作用相當(dāng)于一個(gè)鏡，人眼通過顯微鏡觀察物體時(shí)，看到的是放大的像（選填“實(shí)”或“虛”）答案：1、B 2、凸透鏡 虛三：綜合練習(xí)一：填空題：1我國古代曾有人用冰做成對著太陽取火，該透鏡對光具有作用。2觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，在距凸透鏡20c的光屏上得到一個(gè)清晰的、與物體等大的像，則該凸透鏡的焦距為_c。3、圖1中是透過裝滿水的玻璃瓶看紙上字的情景，看到的圖1“沂”字是正立放大的像（填“實(shí)”或“虛”），這個(gè)玻璃瓶相當(dāng)于鏡。 4眼球相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，被看見的物體在眼底視網(wǎng)膜上成（填“正立”或“倒立“

16、）的（填“實(shí)”或“虛”）像。5近視眼看不某處的景物，是因?yàn)榻?jīng)過調(diào)節(jié)晶狀體的厚薄后，遠(yuǎn)處物體的像仍落在視網(wǎng)膜的_方，因此，矯正近視眼應(yīng)配帶_透鏡。6、如圖2所示，來自遠(yuǎn)方物體的光，經(jīng)眼球折光系統(tǒng)折射后成像在A點(diǎn)，根據(jù)該光路圖，這個(gè)人需配戴裝有鏡的眼鏡加以矯正。圖2圖2ABC圖37、如圖3所示是研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置位置圖，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（選填“蠟燭”、“光屏”或“凸透鏡”）。若此時(shí)剛好在光屏上得到清晰的倒立、縮小的實(shí)像，則蠟燭應(yīng)放在點(diǎn)，光屏應(yīng)放在點(diǎn)。8將一個(gè)凸透鏡對準(zhǔn)太陽光，可在距透鏡10cm的地方得到一個(gè)最小亮點(diǎn)。若有一個(gè)物體放在這個(gè)透鏡前40cm處

17、，則可在透鏡的另一側(cè)得到_的_的_像。9在距凸透鏡20cm處放一點(diǎn)燃的蠟燭，在另一側(cè)距凸透鏡20cm處的光屏上可以得到一個(gè)跟蠟燭等大的像，此凸透鏡的焦距是_，調(diào)節(jié)蠟燭到凸透鏡的距離，當(dāng)光屏上出現(xiàn)倒立、縮小實(shí)像時(shí)，光屏離凸透鏡的距離在_之間。10用凸透鏡成像的性質(zhì)，人們制成了許多適用的光學(xué)儀器，這些光學(xué)儀器就像特殊而神奇的“眼睛”，比如說有_、_、_（舉出三種光學(xué)儀器）二：選擇題圖41如圖4所示，一塑料薄膜組成的頂棚下堆放著一堆干草，夏天雨后，陽光穿過薄膜上的積水，照射到干草上，則下列說法正確的是：薄膜上的積水形成一個(gè)大的凸透鏡，如果其焦點(diǎn)恰好在干草處，干草有可能燃燒透鏡都是固體物質(zhì)組成的，液體

18、不能起凸透鏡作用起凸透鏡作用的應(yīng)是塑料薄膜水和塑料薄膜共同起凹透鏡作用2、某物體經(jīng)凸透鏡在光屏上得到一個(gè)像, 現(xiàn)將透鏡上部遮住不讓光通過,則屏上的像 （ ） A.缺少上部分 B.缺少下部分 C.大小變化了 D.像性質(zhì)不變,只是變暗了 .3、 放映幻燈時(shí)，想使銀幕上出現(xiàn)大的“F”字母，那么幻燈片正確的放法應(yīng)選擇圖下的（ ）4、“影”是我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷墓猬F(xiàn)象，如做光學(xué)游戲形成的“手影”；劇院放映的“電影”；湖岸景色在水中形成的“倒影”；春游時(shí)留下美好記憶的照片“攝影”等，以下列出“影”與 HYPERLINK t _blank 物理知識(shí)對應(yīng)關(guān)系不正確的是：A手影光的直線傳播 B倒影平面鏡成像 C

19、電影凸透鏡成像 D攝影光的反射5有些老年人在看書和看報(bào)時(shí)，需戴上老花鏡，而他們看較遠(yuǎn)處的物體時(shí)卻要將老花鏡摘下來，這是因?yàn)椋篈不習(xí)慣 B為了愛護(hù)眼睛C遠(yuǎn)處景物通過老花鏡更看不清 D以上說法都不對6、給凸透鏡“戴”上近視眼鏡，此時(shí)光屏上能成一清晰的像，若“取下”近視眼鏡，為使光屏上的像清晰，在保持燭焰和透鏡位置不變的條件一下應(yīng)將光屏（ ）A、靠近透鏡B、遠(yuǎn)離透鏡C、靠近透鏡或遠(yuǎn)離透鏡都可以D、保持在原來位置7下列連線不正確的是 A. 正立 放大實(shí)像 放大鏡 B. 會(huì)聚光線 凹透鏡 正立 放大虛像 投影儀 發(fā)散光線 凸透鏡 C. 遠(yuǎn)視眼鏡 凹透鏡 D. 實(shí)像 不可用光屏接收 近視眼鏡 凸透鏡 虛像

20、 可用光屏接收8、小明同學(xué)在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，燭焰經(jīng)過透鏡在光屏上成一縮小的清晰的像?，F(xiàn)保持透鏡位置不變，把燭焰和光屏的位置對調(diào)，則（ ）A. 光屏上能呈現(xiàn)一個(gè)縮小的清晰的像B. 光屏上能呈現(xiàn)一個(gè)放大的清晰的像C. 調(diào)節(jié)光屏遠(yuǎn)離透鏡時(shí)，光屏上才能呈現(xiàn)清晰的像D. 調(diào)節(jié)光屏移近透鏡時(shí)，光屏上才能呈現(xiàn)清晰的像9、一凸透鏡的焦距是8cm，當(dāng)物體距焦點(diǎn)5 cm時(shí)，則物體的成像情況是 （ ）A、一定能用光屏接收到 B、一定成放大的虛像C、一定成放大的實(shí)像 D、可能成放大的實(shí)像，也可能成放大的虛像10、下列說法中，不正確的是 （ ） A、眼睛能看到實(shí)像，也能看到虛像 B、可用光屏顯示的像一定是實(shí)像 C、光的折射產(chǎn)生的像都是虛像 D、平面鏡中的像都是虛像三：實(shí)驗(yàn)探究題1、某同學(xué)做“凸透鏡成像”實(shí)驗(yàn)(1)先把凸透鏡正對陽光，在鏡后10c處的紙上看到了一個(gè)亮點(diǎn)，他這樣做的目的是_，得出的結(jié)論是：_；圖5圖6 (2) 如圖5所示為實(shí)驗(yàn)時(shí)光屏、蠟燭、凸透鏡在光具座的位置：若a是蠟燭，則b是_，c是_。為了使蠟燭燭焰的像成在光屏中間，