透鏡成像規(guī)律

1、凸透鏡成像規(guī)律在光學中，由實際光線會聚而成，且能在光屏上呈現(xiàn)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(xiàn)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，厚度更大時還會相當于正透鏡。一、透鏡區(qū)別1、結構凸透鏡：邊緣薄、中間厚，至少要有一個表面制成球面，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，至少要有一個表面制成球面，亦可兩面都制成球面。可分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。2、對光線作用凸透鏡主要對光線起會聚作用。凹透鏡主要

2、對光線起發(fā)散作用。3、成像性質(zhì)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。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。二、總結1、表格總結凸透鏡成像規(guī)律物距(u)像距(v)正倒大小虛實應用特點物，像的位置關系u>2f2f>v>f倒立縮小實像照相機、攝像機-物像異側u=2fv=2f倒立等大實像精確測焦儀成像大小的分界點物像異側2f>u>fv>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成像虛實的分界點-f>uv>u正立放大虛像放大鏡虛像在物體同側虛像在物體之后物像同側2

3、、規(guī)律總結規(guī)律1：當物距大于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。此時像距小于物距，像比物小，物像異側。應用：照相機、攝像機。規(guī)律1規(guī)律2：當物距等于2倍焦距時，則像距也在2倍焦距， 成倒立、等大的實像。此時物距等于像距，像與物大小相等，物像異側。規(guī)律2規(guī)律3：當物距小于2倍焦距、大于1倍焦距時，則像距大于2倍焦距， 成倒立、放大的實像。此時像距大于物距，像比物大，像位于物的異側。應用：投影儀、幻燈機、電影放映機。規(guī)律3規(guī)律4：當物距等于1倍焦距時，則不成像，成平行光射出。規(guī)律4規(guī)律5：當物距小于1倍焦距時，則成正立、放大的虛像。此時像距大于物距，像比物大，物像同側。

4、應用：放大鏡。規(guī)律53、記憶口訣（1）一倍焦點分虛實，二倍焦點分大小，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，像兒追著物體跑，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。注：這里所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡匯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）=1/f（透鏡焦距）注：透鏡成像

5、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(guī)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，我們用作照相機；一二焦間倒實大，我們用作投影儀；焦點以內(nèi)正大虛，我們用作放大鏡；欲想得到等實象，兩倍焦距物體放；焦點之位不成象，點光可變平行光；成象規(guī)律記心間，透鏡應用法無邊。 物近（遠），像遠（近），像變大（?。?。（4）物進像退，像越退越大，大像總在小像后，同向移動。（5）一焦分虛實，二焦分大??；虛像同側正，實像異側倒；物進像遠大，巧記活運用。三、成像實驗光具座為了研究各種猜想，

6、人們經(jīng)常用光具座進行試驗（1）實驗時應先調(diào)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(xiàn)象。根據(jù)實驗作透鏡成像光路：將蠟燭置于2倍焦距以外，觀察現(xiàn)象將蠟燭置于2倍焦距和1倍焦距之間，觀察現(xiàn)象將蠟燭置于一倍焦距以內(nèi)，觀察現(xiàn)象作凸透鏡成像光路進行重復試驗（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(nèi)時，得到正立、放大的虛像；（除物距等于焦距時，在此時不成像）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

7、倒立、縮小的實像。四、測量焦距1、器材光具座，光屏，刻度尺，凸透鏡2、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。3、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！2.在強光下注意火苗，遠離可燃物，以防引發(fā)火災。3.要使凸透鏡，光屏中心和蠟燭焰心在同一直線上。4、規(guī)律記憶（一）1.u>2f，倒立縮小的實像 f<v<2f 照相機簡記為：外中倒小實

8、（或物遠像近像變?。?.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(nèi)正大虛（或物小焦距像大虛）注：u大于2f簡稱為遠離凸透鏡遠一些；u小于2f且大于f簡稱為近離凸透鏡近一些（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

9、焦距分大小。（三）二環(huán)外，拾到小相機。一二環(huán)間，拾到大投影。一環(huán)內(nèi)， 打假正經(jīng)。注解：二環(huán)外：二倍焦距以外拾到：拾，實（實像。 到，倒（倒立） 應用：照相機打：放大假，虛（虛像）經(jīng)，放大鏡凸透鏡成像規(guī)律五幅圖（1）當u>2f時，fv2f，成倒立、縮小的實像（2）當u=2f時，v=2f，成倒立、等大的實像（3）當f<u<2f時，v>2f，成倒立、放大的實像（4）當u=f時不能成像（5）當u<f（v<0）時成正立、放大的虛像凹透鏡成像凹透鏡成像規(guī)律凹透鏡成像。成虛像時，若是放大的一定是凸透鏡生成的，縮小的一定是凹透鏡生成的。無論是什么透鏡生成的虛像一定是正立的成

10、像規(guī)律凹透鏡成像規(guī)律：只能生成縮小的正立的虛像。成虛像時，若是放大鏡是凸透鏡生成的，縮小的一定是凹透鏡生成的。并且凹透鏡成像一定是正立的。凹透鏡凹透鏡亦稱為負球透鏡，鏡片的中央薄，周邊厚，呈凹形，所以又叫凹透鏡。凹透鏡對光有發(fā)散作用。平行光線通過凹球面透鏡發(fā)生偏折后，光線發(fā)散，成為發(fā)散光線，不可能形成實性焦點，沿著散開光線的反向延長線，在投射光線的同一側交于F點，形成的是一虛焦點（凹透鏡有兩個虛焦點）。公式凹透鏡成像規(guī)律(u為物距，v為像距，f為焦距，與凸透鏡一樣）1、對于薄凹透鏡：當物體為實物時，成正立、縮小的虛像，像和物在透鏡的同側；當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距以內(nèi)時，成正立

11、、放大的實像，像與物在透鏡的同側；當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距時，成像于無窮遠；當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距以外兩倍焦距以內(nèi)時，成倒立、放大的虛像，像與物在透鏡的異側；當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為兩倍焦距時，成與物體同樣大小的虛像，像與物在透鏡的異側；當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為兩倍焦距以外時，成倒立、縮小的虛像，像與物在透鏡的異側。2、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，厚度更大時還會相當于正透鏡。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

12、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(nèi)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，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(nèi)的時候，物體離焦點越近，像越大。所以答案為B。例2 小明拿著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，下面說法中正確的是（ ）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

13、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(nèi)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匯聚成像后再分開的光線，我們看到就好像是從像發(fā)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(nóng)村放映電影，試鏡頭時，發(fā)現(xiàn)屏上的影像小了一點，應當怎樣調(diào)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

14、鏡頭（凸透鏡）的焦距是不變的，根據(jù)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，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(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，

15、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，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(jù)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

16、，應將暗箱適當縮短一些，同時，膠片上的像將比原來的像略大一些。本例中，池水中有水時水池底部的物體由于光的折射看起來比實際位置偏高，當把水排掉無水后，池底的物體相對人來說變遠了，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(jù)凸透鏡成實像時，物遠像近像變小，可知他應該調(diào)整照相機，使鏡頭后縮，暗箱應略短些反之有水時，物體由于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例6 測繪人員繪制地圖時，需要在空中的飛機上向地面照相，稱為航空攝影，若使用航空攝影照相機的鏡頭焦距為50mm，則底片到鏡頭的距離為（ ）A10mm之內(nèi)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