凸透镜成像规律原理

一、作图成像法光学作图，是掌握光学内容的有效途径之一。因此，凸透镜成像规律完全可以利用三条特殊光线中的 两条，而找到像点，这种方法适用于基础较好的学生，也可以作为实验后，强化知识的一种补充，也可以 为那些要参加各种物理竞赛的学生，作为知识的一种拓宽。方法是过物体上的一点，画出三条特殊光线中 的任意两条，然后找到光线通过凸透镜后相交的点，或者光线的反向延长线的交点，就是物体上该点的像 点。再根据物体与主光轴的垂直关系，画出像也与主光轴垂直，就可以画出虚实像。还可以借此介绍虚实 像。本文列举两种利用作图法探究成像规律，作图在下：两条光线：(1)过光心的光线方向不变；(2)平行于主光轴光线通过焦点。(1刃A2匚/2f2fvf倒立缩小实像照相机-U=2fV=2f倒立等大实像测焦距大小分界点2fUfV2f倒立放大实像投影仪幻灯机-U=f不成像平行光源测焦距实虚分界点fUVU 与物同侧正立放大虚像放大镜虚像在物体同侧，虚像在物体之后文字总结（1）物距无穷远时，像变成一个很小很亮的光点，仍为实像。当物体位于凸透镜二倍焦距之外时，物体在透镜的异侧成倒立缩小的实像，成像屏的距离位于焦距和儿倍 焦距之间，物体与实像高度的大小之比等同于物距与像距之比。当物体位于凸透镜一倍焦距到二倍焦距之间时，成倒立放大的实像；当物体位于凸透镜一倍焦距处时不成 像；当物体位于凸透镜一倍焦距以内，成正立放大的虚像；成实像时，物和像在凸透镜异侧；成虚像时，物和像在凸透镜同侧。（2） 倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。物近，像远，像变大。物远，像近，像变小。注：这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚到主光轴的那一点到透镜光心的距离，也可直接称为焦 距；两倍焦距就是指该距离的两倍凸透镜成像的两个分界点：2f点是成放大缩小实像的分界点；f点是成实像虚像的分界点。薄透镜成像满足透镜成像公式：1/u（物距）+1/v （像距）=1/f （透镜焦距）注:透镜成像公式是针对薄透镜而言，所谓薄透镜是指透镜厚度在计算物距像距等时可以忽略不计的透镜。 当透镜很厚时，必须考虑由透镜厚度带来的对成像的影响透镜成像公式是针对薄透镜而言，所谓薄透镜 是指透镜厚度在计算物距像距等时可以忽略不计的透镜。当透镜很厚时，必须考虑由透镜厚度带来的对成 像的影响。成像原理物距（u）像的性质像距（v ）像物位置关系u 2f倒立、缩小、实像f 2f像物异侧u = 2f倒立、等大、实像v = 2f像的大小转折点，像物异侧f u 2f像物异侧u = f不成像/像的虚/实、正立/倒立、像物同侧/异侧转折点u u凸透镜成像规律-成像实验为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验（1）实验时应先调整凸透镜和光屏的高度，使他们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上，以保证 烛焰的像能成在光屏的中央。（2）实验过程中，保持凸透镜位置不变，改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离，观察并记录实验现象。根据实验作透镜成像光路： 将蜡烛置于2倍焦距以外，观察现象 将蜡烛置于2倍焦距和1倍焦距之间，观察现象 将蜡烛置于一倍焦距以内，观察现象 作凸透镜成像光路5进行重复试验（3-5次）实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦 距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。凸透镜成像规律-成像实例应用人眼人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视 网膜上所呈的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎是倒立的。可是我们平常看见 的任何物体，明明是正立的啊？这个与经验与规律发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以 及生活经验的影响。由于视觉错误，人眼认为光是由物体发出并直射入人眼。当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大， 像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光 线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。平面镜所成的虚像对比（不能用 光屏接收到，只能用眼睛看到）。照相机照相机的镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕。照射在物体上的光经过漫反射通过 凸透镜将物体的像成在最后的胶片上；胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体 的像就被记录在胶卷上而物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样。物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成 虚像。物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。其他放映机，幻灯机，投影机，放大镜,探照灯，摄像机和摄像头都应用了凸透镜，凸透镜完善了我们的生活，时 时刻刻都应用在生活中。远视眼镜就是凸透镜，近视眼镜就是凹透镜。另外凸透镜还用于：1、拍摄、录像2、投影，幻灯，电影3、用于特效灯光（聚焦成各种花色）4、成虚像用于放大文字、工件、地图等凸透镜成像规律-测量焦距器材白纸，刻度尺（圆规也可以），待测凸透镜步骤 将凸透镜正对太阳 让白纸与凸透镜在另一侧承接光斑 改变白纸与凸透镜间的距离 当白纸上的光斑最小，最亮时，固定。在白纸与凸透镜的位置，用刻度尺（或利用圆规张角测出凸透镜 中心与光斑之间的距离，截取圆规张角间长度）再测量出此时凸透镜中心与光斑之间的距离，此距离即为 凸透镜的焦距。