物理凸透镜成像规律
在凸透镜的成像规律中,u是物距,v是象距,f是焦距。
凸透镜是折射成像,成的像可以是倒立、缩小的实像;倒立、等大的实像;倒立、放大的实像;正立、放大的虚像。对光线起汇聚作用。
1、u=f是实像和虚像的分界点。
2、u=2f是像大小的分界点。
3、凸透镜成实像都是倒立的,虚像都是正立的。
4、物体离焦点越近,像离焦点越远,且像越大。
扩展资料
规律:
一倍焦距分虚实,(物距小于一倍焦距时,成虚像;物距大于一倍焦距时,成实像;物距等于焦距,不成像。也就是说,焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点)
二倍焦距分大小。(物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像;物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像;物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像。即2倍焦距处是像与物相比放大还是缩小的分界点)
实像和物异侧倒,(成实像时,像、物总是在透镜的两侧,像相对于物是倒立的)
虚像和物同侧正。(成虚像时,像、物总是在透镜的同侧,像相对于物是正立的)
凸透镜成实像时,物近像远像变大;(成实像时,如果物体靠近透镜,像要远离透镜,同时像要变大)
凸透镜成虚像时,物近像近像变小。(成虚像时,如果物体靠近透镜,像要靠近透镜,同时像要变小,但和物体相比,像还是放大的,只是放大的倍数变小了)
参考资料来源:百度百科-凸透镜成像规律
凸透镜的成像规律
中文名
凸透镜的成像规律
包含
物距越小、像距越小、虚像越小
属于
物体放在焦点之外
包括
实像有倒立缩小、等大、放大三种
简介
凸透镜成像规律是指物体放在焦点之外,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。物距越小,像距越小,虚像越小。
在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像,能用光屏承接;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。” 平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及小孔成像中所成的实像,无一例外都是倒立的。当然,凹透镜和凸透镜也可以成实像,而它们所成的两种实像,同样是倒立的状态。
那么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成的像,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。
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)。
当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像
1\三个成像区
(1)物距 u>2f 时,成倒立缩小的实像,像在1倍焦距和2倍焦距之间.
(2)物距2f>u>f时,成倒立放大的实像,像在2倍焦距以外.
(3)物距 u<f 时,成放大正立虚像,像与物在透镜同侧.
2\两个特殊点
像的性质发生突然变化的两个特殊点:一个是焦点F,另一个是凸透镜二倍焦距处.
焦点:(1)焦点是物体成虚像还是实像的分界点,把物体放在焦点上(u=f)时,不能成像;把物体放在焦点以内(u<f)时成虚像;把物体放在焦点以外(u>f)时成实像.(2)无论成实像还是虚像,物体靠近焦点时像变大\像距变大,物体远离焦点时像变小\像距也变小.(3)当物距u<2f时,物体靠近焦点处,物\像间的距离变大;物体远离焦点,物\像间的距离变小.
二倍焦距处: (1)二倍焦距处是物体成缩小实像还是放大实像的分界点,把物体放在焦距和二倍焦距之间时成放大的实像;把物体放在二倍焦距处时成等大的实像;把物体放在二倍焦距之外时成缩小的实像.(2)物体成实像时,将物体放在二倍焦距处,物\像间的距离最小.(3)物体成实像时,物体靠近二倍焦距处, 物\像间的距离变小; 物体远离二倍焦距处, 物\像间的距离变大.
3\一个动态特点
物体沿凸透镜主轴移动时,物\像移动的方向一致.当物体成实像时,物体靠近透镜移动,则透镜另一侧的像远离透镜;当物体成虚像时,物体靠近透镜移动,则物体同侧的像也靠近透镜.
4\六种基本题型
(1)确定像的特点
例:凸透镜的焦距是15cm.将物体放在主轴上距透镜焦点5cm处,所成的像一定是( ).
A.正立的
B.倒立的
C.放大的
D.虚像
解析: 将物体放在主轴上距透镜焦点5cm处,物距可能f<u<2f,成倒立放大的实像;也可能u<f,成正立放大的虚像;因此,所成的像一定是放大的,选C.
(2)确定焦距范围
例:在关于凸透镜的成像实验中,将物体放在距透镜20cm处,这时得到一个倒立放大的实像,则该凸透镜的焦距的大小的范围为 .
解析:物距u=20cm,物体成倒立放大的实像,应满足f<u<2f,即满足:20cm<2f和f<20cm,解得:10cm<f<20cm.
(3)确定物距或像距
例:用照相机给家人照相,人与照相机镜头的距离和底片到照相机镜头的距离分别是( )
A.大于2f,小于f
B. 大于2f,小于2f\大于f
C. 小于2f\大于f,大于2f
D. 大于f, 大于2f
解析:照相机利用物距u>2f时,凸透镜成倒立缩小实像制成的,此时像距f<v<2f.选C.
(4)确定物距或像距变化
例:用一架镜头焦距不变的照相机,给一个人照了一张全身像,再用它给这个人照一张半身像,应该使 ( )
A. 照相机与人的距离增大,暗箱长度缩短
B. 照相机与人的距离增大,暗箱长度伸长
C. 照相机与人的距离减小,暗箱长度缩短
D. 照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长
解析:拍半身像与全身像相比像变大了.凸透镜成实像时,物距变小,像距就增大,像也变大.因此应使照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长,选D.
(5)确定物像间距离变化
例:一凸透镜的焦距为10cm,当物体从距透镜15cm处沿透镜主轴远离,移动到距透镜40cm处的过程中,物体与它的像之间的距离 ( )
A. 逐渐增大
B. 先减小,后增大
C. 逐渐减小
D. 先增大,后减小
解析:物体从距透镜15cm处(f<u<2f)移动到距透镜40cm处(u>2f)的过程中,先靠近二倍焦距处,物像间距离减小;在二倍焦距处,物像间离距最小;然后远离二倍焦距处,物像间距离增大.因此在整个移动过程中,物体与它的像之间的距离先减小,后增大;选B.
(6)确定像的移动方向
例:一物体从远处向凸透镜的2倍焦距处匀速运动而来,则物体的像( )
A.与物体的运动方向相同,像距越来越小
B.与物体的运动方向相同,像距越来越大
C.与物体的运动方向相反,像距越来越大
D.与物体的运动方向相反,像距越来越小
解析:根据凸透镜成像的动态特点,像与物体的运动方向相同. 物体从远处向凸透镜的2倍焦距处移动,也就是向靠近焦点方向移动,此时像变大,像距也变大.选B.
巧记凸透镜成像规律山东德州宁津县刘营伍中学 商玉芹 在探究凸透镜成像规律时,我常教给学生采用分区法识记这一规律。方法如下:
1.画定一直尺
2.在直尺上画出点O,为光心,在O点画一凸透镜。在凸透镜两侧标出一倍焦距点f、二倍焦距点2f。
3.分区,(如图),在凸透镜的左右两侧分成三区O──f为一区,f──2f为二区,2f以外为三区。
4.规律:
物在无穷远时,聚焦点。
物三(区)像二(区)小实倒;
物二(区)像三(区)倒大实;
物一(区)像同侧正大虚;
2F点是成放大缩小像的分界点
F点是成实像虚像的分界点。
在应用和记忆时我们采用标尺:
以物体在凸透镜的左侧为例,“物在无穷远时,聚焦点”是说物体在左侧无穷远时,成像在右侧一倍焦点。“物三(区)像二(区)倒小实”,物体在左侧三区时,成像在右侧二区,特点是,倒立的、缩小的、实像。“物二(区)像三(区)倒大实”物体在二区时,成像在右侧三区,特点是,倒立的、缩小的、实像。“物一(区)像同侧正大虚”物体在左侧一区时,成像在凸透镜的同侧,特点是,正立的、放大的、虚像。
反之,物体在凸透镜的右侧时,也同样成立。
例1、把凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一物体放在此透镜主光轴上距透镜30cm处,则在透镜另一侧可得到一个( )
A.倒立 放大的实像 B.倒立缩小的实像 C.正立 放大的虚像 D.正立 缩小的虚像
分析:由题意可以知道凸透镜的焦距为10cm,“把物体放在此透镜主光轴距透镜30cm,”得知物体在三区,由规律“物三像二小实倒”,成像在二区小实倒,答案应B。
例2、在做凸透镜成像实验时,小明将蜡烛放在离凸透镜24cm处,光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,则此凸透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.12cm C.20cm D.48cm
分析:“在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,”这一特征为二区像的特征“倒小实”。由我们总结的规律“物三像二倒小实”因此物体在三区。U>2f,物距为24cm,即24cm>2f,f<12cm。
答案:A
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3区——1区:小于焦距区域、2区:焦距到2倍焦距区域、3区:大于2倍焦距区域
物距在1区,正立放大虚——物像同侧,像距大于物距;
物距在2区,倒立放大实——物像异侧,像距在3区;
物距在3区,倒立缩小实——物像异侧,像距在2区。
2点——焦点、2倍焦点——焦点分虚实,2倍分大小
2规律——成实像规律:物近像远像变大,物远像近像变小
成虚像规律:物远像远像变大,物近像近像变小
仅供参考!
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