凸透镜、凹透镜成像原理与公式.doc

透镜分凸透镜和凹透镜两种一、凸透镜成像规律：物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。一）凸透镜成像规律顺口溜：1. 二倍焦距以外，倒立缩小实像；一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；一倍焦距以内，正立放大虚像；成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧2. 一倍焦距分虚实两倍焦距分大小 物近像远像变大 物远像近像变小二）详见下表：物体到透镜的距离u像的大小像的正倒像的虚实像的位置像到透镜的距离v应用实例u2f缩小倒立实像与物异侧2fvf 照相机u=2f等大倒立实像与物异侧v=2f 2fuf 放大倒立实像与物异侧v2f 幻灯机u=fuf放大正立虚像与物同侧放大镜三）为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验。蜡烛，凸透镜，光屏应尽量保持在同一条直线上。 利用透镜的特殊光线作透镜成像光路： （1）、物体处于2倍焦距以外 （2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间 （3）、物体处于焦点以内 （4）、凹透镜成像光路 四）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。 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） 二、凹透镜成像规律：只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时，若是放大定是凸透镜生成的，缩小的一定是凹透镜生成的。 无论是什么透镜生成的虚像一定是正立的，生成的实像一定是倒立的。一）凹透镜成像规律公式1/u+1/v=1/f(u为物距，v为相距，f为焦距，与凸透镜一样）凹透镜成的像与物体、焦距的关系二）对于薄凹透镜： 当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧；当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时，成像于无穷远； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧； 当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。 如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。三、凹透镜与凸透镜的区别一）结构凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成 凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成 二）对光线的作用凸透镜主要对光线起会聚作用 凹透镜主要对光线起发散作用 三）成像性质凸透镜是折射成像，成的像可以是正、倒；虚、实；放、缩，起聚光作用 凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像，起散光作用 凸面镜是反射成像 凹面镜是反射成像 透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律；面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。 凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凹面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。PS:实像光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的虚像光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。光学基本规律 （1）光的直线传播规律 先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。 （2）光的独立传播规律 光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。 （3）光的反射定律 反射线、人射线、法线共面；反射线与入射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。 （4）光的折射定律 折射线、入射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；（5）光路可逆原理 光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射