-
凸透鏡成像規律
鎖定
- 中文名
- 凸透鏡成像
- 外文名
- Convex lens imaging
- 對光線作用
- 匯聚光線
- 凸透鏡特點
- 中間厚，邊緣薄
凸透鏡成像規律透鏡區別
凸透鏡成像規律結構
凸透鏡成像規律對光線作用
凸透鏡主要對光起會聚的作用。
凹透鏡主要對光起發散的作用。
凸透鏡成像規律成像性質
凸透鏡是折射成像，成的像可以是倒立、縮小的實像；倒立、等大的實像；倒立、放大的實像；正立、放大的虛像。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。對光線起發散作用。
凸透鏡成像規律總結
凸透鏡成像規律表格總結
物距(u) | 像距(v) | 正倒 | 大小 | 虛實 | 應用 | 特點 | 物，像的位置關係 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
u>2f | f<v<2f | 倒立 | 縮小 | 實像 | 照相機、攝像機 | - | 物像異側 |
u=2f | v=2f | 倒立 | 等大 | 實像 | 測焦距 | 成像大小的分界點 | 物像異側 |
f<u<2f | v>2f | 倒立 | 放大 | 實像 | 幻燈機、電影放映機、投影儀 | - | 物像異側 |
u=f | 不成像 | 強光聚焦手電筒、製作平行光線 | 成像虛實的分界點 | - | |||
u<f | v>u | 正立 | 放大 | 虛像 | 放大鏡 | 虛像在物體同側 虛像在物體之後 | 物像同側 |
凸透鏡成像規律規律總結
規律1
成像的光路圖
規律1：當物距大於2倍焦距時，則像距在1倍焦距和2倍焦距之間，成倒立、縮小的實像。此時像距小於物距，像比物小，物像異側。
應用：照相機、攝像機。
規律2
規律2：當物距等於2倍焦距時，則像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的實像。此時物距等於像距，像與物大小相等，物像異側。
應用：測焦距。
規律3
規律3：當物距小於2倍焦距、大於1倍焦距時，則像距大於2倍焦距， 成倒立、放大的實像。此時像距大於物距，像比物大，物像異側。
應用：投影儀、幻燈機、電影放映機。
規律4
規律4：當物距等於1倍焦距時，則不成像，光線平行射出。
規律5
規律5：當物距小於1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大於物距，像比物大，物像同側。
應用：放大鏡。
記憶口訣
（1）一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，二倍焦點物像等。
實像總是異側倒。物近像遠像變大，物遠像近像變小。
虛像總是同側正。物遠像遠像變大，物近像近像變小。
像的大小像距定，像兒追着物體跑，物距像距和在變。
（2）一倍焦距分虛實，兩倍焦距分大小。物近像遠像變大，物遠像近像變小。
（3）
一倍焦距分虛實，“由虛像變實像”
剛好一倍不成像。
二倍焦距分大小，“物像由大變小”
剛好兩倍一樣大 。
物近像遠像變大，
物遠像近像變小。
實像倒立在異側,
虛像正立在同側。
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。
1/u(物距)+1/v（像距）=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）凸透鏡、把光聚，成象規律真有趣；
兩倍焦距分大小，一倍焦距分虛實；
二焦以外倒實小，該產品用作照相機；
一二焦間倒實大，該產品用作投影儀；
焦點以內正大虛，該產品用作放大鏡；
欲想得到等實像，兩倍焦距物體放；
焦點之內不成像，點光可變平行光；
成像規律記心間，透鏡應用法無邊。 物近（遠），像遠（近），像變大（小）。
（4）物進像退，像越退越大，大像總在小像後，同向移動。
（5）一焦分虛實，二焦分大小；虛像同側正，實像異側倒；物近像遠大，巧記活運用。
凸透鏡成像規律成像實驗
光具座
（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儘量保持在同一水平高度上，以保證燭焰的像能成在光屏的中央。
（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，觀察並記錄實驗現象。
根據實驗作透鏡成像光路：
①將蠟燭置於2倍焦距以外，觀察現象
②將蠟燭置於2倍焦距和1倍焦距之間，觀察現象
③將蠟燭置於一倍焦距以內，觀察現象
④作凸透鏡成像光路
5進行重複試驗（3-5次，尋找實驗的普遍規律）
凸透鏡成像規律應用
凸透鏡成像規律人眼
人眼成像示意圖
當物體與凸透鏡的距離大於透鏡的焦距時，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於焦距時，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。平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。
凸透鏡成像規律照相機
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射通過凸透鏡將物體的像成在最後的膠片上；膠片上塗有一層對光敏感的物質，它在曝光後發生化學變化，物體的像就被記錄在膠捲上
凸透鏡成像規律其他信息
另外凸透鏡還用於：
1、拍攝、錄像
2、投影，幻燈，電影
3、用於特效燈光（聚焦成各種花色）
4、成虛像用於放大文字、工件、地圖等
凸透鏡成像規律測量焦距
凸透鏡成像規律器材
光具座，光屏，刻度尺，凸透鏡
凸透鏡成像規律步驟
①將凸透鏡正對太陽
②讓光屏與凸透鏡在另一側承接光斑
③改變光屏與凸透鏡間的距離
④當光屏上的光斑最小，最亮時，固定凸透鏡。在白紙與凸透鏡的位置，用刻度尺（或利用圓規張角測出凸透鏡中心與光斑之間的距離，截取圓規張角間長度）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。
凸透鏡成像規律注意
1.在陽光下有效，陰雨天氣放大鏡有可能不能形成光斑成像。
2.在強光下注意火苗，遠離可燃物，以防引發火災。
3.要使凸透鏡，光屏中心和蠟燭焰心在同一直線上。
凸透鏡成像規律2 遠物成像法
當U大於2F時V近似等於F
凸透鏡成像規律3 物像等大法
凸透鏡成像規律推導方法
凸透鏡的成像規律是1/u+1/v=1/f 即：物距的倒數與像距的倒數之和等於焦距的倒數。一共有兩種推導方法 。分別為“幾何法”與“函數法”
凸透鏡成像規律幾何法
圖1 幾何法推導凸透鏡成像規律
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大於u大於f 倒立放大的實像 v大於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小於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大於2f簡稱為遠——離凸透鏡遠一些；u小於2f且大於f簡稱為近——離凸透鏡近一些
凸透鏡成像規律二、
物三像二，小實倒；物二像三，倒大實；物與像同側正大虛。
物近像遠像變大，物遠像近像變小，1倍焦距分虛實，2倍焦距分大小。
凸透鏡成像規律三、
二環外①，拾到②小相機。
一二環間，拾到大投影。
一環內， 打③假④正經⑤。
註解：①二環外：二倍焦距以外。
②拾到：拾，諧音“實”，實像； 到，諧音“倒”倒立。
③打：放大。
④假，同“虛”，虛像。
⑤經，諧音“鏡”，放大鏡。
凸透鏡成像規律應用例題
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（B ）
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，平行於主軸的光線不變，而隨着物體的遠離透鏡，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B。
例2 小明拿着一個直徑比較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，下面説法中正確的是（ ）
A．射入眼中的光一定是由像發出的
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，並伸直了手臂看遠處的物體時，物距遠大於兩倍焦距，所以會成像在手內側稍大於一倍焦距處。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匯聚成像後再分開的光線，我們看到就好像是從像發出的。這個像肯定是倒立縮小的實像。所以答案是C。而選項A中並非所有進入人眼的光線都是從像發出來的。
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
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，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，本題的正確選項為B。
三、作為照相機鏡頭的應用
例4 某同學拍畢業合影後，想拍一張單身像。攝影師應採取的方法是（ ）
A．使照相機靠近同學，同時鏡頭往後縮，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，同時鏡頭往後縮，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：照相機鏡頭相當於一個凸透鏡。鏡頭後是暗箱，膠片裝在暗箱底部，膠片相當於光屏；當拍完合影後，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，本題的正確選項為B。
例5 用照相機拍攝水池底部的物體時，若保持照相機的位置不變，比較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），則有水時（ ）
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，應將暗箱適當伸長一些，同時，膠片上的像將比原來的像略大一些。
如果仍然想在原來的位置用此照相機拍到這個物體清晰的照片，根據凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知他應該調整照相機，使鏡頭後縮，暗箱應略短些．
反之有水時，物體由於光的折射看起來比實際位置偏高，物近像遠像變大，使鏡頭前移，暗箱應略長些，所得的像會略大些．故選C．
A．10mm之內
B．略小於50mm
C．略大於50mm
D．等於50mm
解析：航空攝影是指在飛機上向地面拍照，由於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於焦距。故本題的正確選項為C。
