凸透鏡成像是光學中的一個重要內容。 如何理解和運用成像規律是教學的重點和難點。 本文將凸透鏡成像規律概括為“三個成像區域兩個特殊點一個動態特性”,易于理解和記憶; 并總結了幾種常見的題型,方便快速準確的解題。
1三個成像區域
(1)當物距u>2f時,形成倒立縮小的虛像,圖像在1倍焦距至2倍焦距之間。
(2)當物距為2f>u>f時,形成倒立的放大虛像,圖像超出2倍焦距。
(3)物距u
2、兩個特別點
圖像性質突變的特殊點有兩個:一是焦點F,二是凸透鏡的雙焦距。
焦點: (1)焦點是物體的實像和虛像的分界點。 當物體置于焦點(u=f)上時,無法成像; 當物體放置在焦點(uf)內時,它就變成虛像。 (2) 無論圖像如何虛像仍然是實像。 當物體靠近焦點時,圖像變大,像距也變大。 當物體遠離焦點時,圖像變小,像距也變小。 (3) 當物距u
雙焦距: (1)雙焦距是物體縮小虛像和放大虛像的分界點。 當物體置于焦距和雙焦距之間時,成為放大的虛像; 當物體置于雙焦距處時 成為相同大小的虛像; 當物體放置在雙焦距之外時,它就變成縮小的虛像。 (2)當物體成為虛像時,物體置于雙焦距處,物體與像的距離最小。 (3)物體 形成虛像時,物體接近雙焦距,物體與像的距離變??; 物體距離雙焦距較遠,物體與像的距離變大。
3、動態特性
當物體沿凸透鏡主軸傳播時,物像傳播方向相同。 當物體形成虛像時,物體離鏡頭較近且相通,鏡頭左側的像離鏡頭較遠; 當物體形成實像時,物體靠近鏡頭并進行交流,則物體同側的圖像也靠近鏡頭。
4 六種基本題型
(1)確定圖像的特征
例:凸透鏡的焦距為15cm。 將物體放在距鏡頭焦點5cm的主軸上,所成的圖像一定是()。
A、直立
B、顛倒
C、放大
D、實像
分析:將物體放在距鏡頭焦點5cm處的主軸上,則物距可為f
(2)確定焦距范圍
例:在凸透鏡的成像實驗中,將物體置于距透鏡20cm處,此時得到倒立的放大虛像,則凸透鏡的焦距范圍為 。
分析:物距u=20cm,物體成為倒立放大的虛像,應滿足f
(3)確定物距或像距
例:用相機給家人拍照,人到相機鏡頭的距離和膠片到相機鏡頭的距離分別是()
A.小于2f,大于f
B. 小于2f、大于2f小于f
C.大于2f小于f,小于2f
D.小于f,小于2f
分析:當相機使用物距u>2f時,凸透鏡倒置,虛像縮小。 此時像距為f
(4)確定物距或像距變化
例:用鏡頭焦距恒定的相機拍一個人的四肢,然后用它拍這個人的半身像,應該是()
A.攝像機與人的距離減小,黑匣子的寬度減小
B. 攝像機與人的距離減小,黑匣子的寬度拉長
C. 攝像機與人的距離增大,黑匣子的寬度減小
D. 攝像機與人的距離增加,黑匣子的寬度拉長
分析:圖像中半身像比四肢大。 當凸透鏡形成虛像時,物距變小,像距減小,圖像變大。 因此,應增加攝像機與人之間的距離,并增加黑匣子的寬度。 要拉伸,請選擇 D。
(5) 確定物體圖像寬度的變化
例:凸透鏡的焦距為10cm,當物體沿透鏡主軸線遠離透鏡15cm時,在連接過程中物體與其像的距離為距離鏡頭40cm ()
A、逐漸減少
B、先減少,后減少
C、逐漸減少
D、先減少,后減少
分析:當物體距鏡頭15cm(f2f)時凸透鏡成像原理圖解凸透鏡成像原理圖解,首先接近雙焦距,物像寬度距離增大; 雙焦距處,物像距離最??; 然后遠離雙焦距,物像的寬度減小。 因此,在整個連接過程中,物體與其圖像之間的距離先減小,然后減??; 選擇B。
(6)確定圖像的連接方向
例:物體以勻速運動,距離為2倍凸透鏡焦距,則物體的像為( )
A、與物體運動方向相同,像距越來越小
B、與物體運動同方向,像距越來越大
C、與物體運動方向相反,像距越來越大
D、與物體運動方向相反,像距越來越小
分析:根據凸透鏡成像的動態特性,像與物體的運動方向是一致的。 物體從遠處到凸透鏡的雙焦距進行通信,即向靠近焦點的方向進行通信。 此時圖像變大,像距也變大。 .選B。