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01透過現象看本質
我們在日常生活中觀察到，相機、投影儀、放大鏡等雖然工作原理相同，都有相當于凸透鏡的鏡頭，但為什么它們的成像效果卻有如此大的差異呢？
相機變成倒立縮小的虛像；
投影儀變成倒立放大的虛像；
放大鏡成為正直和方法的真實圖像；
雖然稍微細心的同學會發現，當我們使用這個儀器的時候，我們能觀察到的最大的區別就是距離。
拍照的時候，我們會把單反和被拍攝的物體拉遠一點，如果太近的話，圖像就會顯得模糊；
投影機將投影膠片和鏡頭放置得足夠近，然后在遠處形成放大的圖像；
放大鏡必須連接在物體附近才能產生放大效果。 如果距離稍遠，圖像就會顯得模糊。
在數學上，我們的物體到凸透鏡光心的距離稱為物距，一般用u表示； 像到凸透鏡光心的距離稱為像距，一般用v表示。
從后一種情況來看，物距和像距之間應該存在某種關系。 其實我們要通過實驗來找出它們之間的規律。
02實驗
第一步、實驗計劃
準備燈凳、點燃的蠟燭、凸透鏡和光幕。
制作好表格，記錄焦距f、物距u、像倒置、大小、虛實、像距v的數據，表格如下：
第二步測量放大鏡的焦距
將實驗中使用的放大鏡對著太陽光，改變凸透鏡與地面的距離，直到地面上出現最亮的光點。
我們知道，平行于主光軸的光線經過凸透鏡后會聚在焦點處。 太陽光可視為平行光。 地面上最亮的點是凸透鏡的焦點。 測得它到凸透鏡中心的距離是10cm，這個10cm就是凸透鏡的焦距。
第三步、正式實驗
1、將蠟燭、凸透鏡、光幕依次放置在光具座上，調整蠟燭火焰、凸透鏡、光幕的中心大致在同一高度，使蠟燭火焰的圖像可以形成在光屏的中心。
2、當蠟燭距離鏡頭30cm時，連接到光幕上，最終在光幕上得到明亮清晰的圖像。 觀察發現，這是一個倒立縮小的虛像。 記錄此時物距為30cm，像距為15cm。
3.當我們將蠟燭連接到右側，直到蠟燭距離凸透鏡20cm，然后連接到右側的光幕時，我們在距透鏡20cm處接收到清晰的圖像。 觀察發現，這是一個上下顛倒、大小相等的虛像。 記錄此時物距為20cm，像距為20cm。
4、然后將蠟燭連接到右側，直至蠟燭距離凸透鏡15cm，然后連接到右側的光幕，在距離透鏡30cm處接收到清晰的圖像。 觀察發現，這是一個倒置、放大的虛像。 記錄此時物距為15cm，像距為30cm。
可以看到，在向右連接蠟燭的過程中，圖像仍然越來越遠、越來越大，這就是所謂的近圖像和遠圖像放大。
5、我們繼續向右連接蠟燭，發現當蠟燭距離鏡頭10cm時，無論怎樣聯通光幕都無法接收到蠟燭火焰的圖像。 當我們從左側通過鏡頭看時，我們看不到圖像，只能看到一個模糊的光點。
6、然后繼續向右連接蠟燭，發現當蠟燭距離鏡頭5cm時，無論光幕如何連接，都無法接收到蠟燭火焰的圖像。 而且，我們只能從左側通過鏡頭看到蠟燭火焰的圖像，這是一個直立的、放大的實像。 記錄此時的物距為5cm。
7、最終統計數據如下，看看你是否能發現一些規律？
03數據分析與總結
1、當物距小于2倍焦距時，圖像性質倒立、小而實。 像在物體的對側，像距在1倍焦距到2倍焦距之間。 來自遠處物體的光線通過相機，鏡頭會聚在感光器件上，產生縮小的圖像。
2、當物距等于2倍焦距時，像的性質是倒立、等分、立體，像在物體的對面，像距正好是2倍焦距長度。
3、當物距小于1倍焦距、大于2倍焦距時，像的性質是倒立、大、實，像在物體的反面，而像距小于2倍焦距。 宿舍里的投影儀工作時，物體離投影儀鏡頭比較近，看起來被放大了。 這就是它的工作原理。
4、當物距等于1倍焦距時，不成像，當物距大于1倍焦距時，成像性質為正、大、虛物理凸透鏡成像規律畫圖，成像與物體在同一側。 將放大鏡放在物體和眼睛之間，適當調整距離，以識別物體的細微之處。 正是依靠這個原理。
雖然這個原理可以概括為一個記憶公式：
這個規則大家一定要牢記哦~~
事實上，這就是我們通過實驗得出的推論。 當然，我們也可以通過光路圖來了解凸透鏡成像的規律。
04借助光路圖了解凸透鏡的成像規律
我們利用凸透鏡的三種特殊光線進行繪圖來確定圖像的大小和位置。 大家應該都還記得凸透鏡的這三種特殊光線吧？
線1通過光心時不改變方向；
線2平行于主光軸入射，出射光經過焦點；
線3從焦點進入光線，出射光線平行于主光軸；
由于兩條直線可以確定一個固定點，所以我們可以選擇直線1和直線2。
有的兒子可能會選擇1、3行，或者2、3行，這其實是可以的，而且不合適，為什么呢？
這是因為當物距在1倍焦距以內時，3號線沒有穿過凸透鏡，所以此時3號線沒有作用。
為此，只需根據第1行和第2行分析一次不同物距之間的成像規律即可。
線2的出射光仍然在焦點上，不會隨著物距的變化而變化。
然而，線 1 不同，隨著物距減小，它會顯得更加傾斜。 當物距超過1倍焦距時，線2和線1的出射光線的交點會隨著物距的減小而向下、向左移動，這就是我們上面所說的“形成虛像，而物體近了，遠處的像就變大了。”
當物距在1倍焦距以內時，2號線與1號線反向延長線的交點會隨著物距的減小而向下、向左移動，這就是上述的“真實”圖像、物體 近處圖像變小。”
如何理解“1倍焦距劃分現實，2倍焦距劃分尺寸”的規律？
當物距等于1倍焦距時，線1和線2的出射光線是平行的，自然難以成像。 當物距較大時，它將成為虛像，如果物距較小，它將成為實像。
因此，等于1倍焦距的物距就是虛像和實像的分界線。
當物距等于2倍焦距時，由物理幾何關系中三角形的全等可知，像與物體相等。 當物距較大時，圖像會縮小，如果物距較小，圖像會放大。 因此，等于2倍焦距的物距是放大和縮小的分界線。
最后，從下圖中我們還可以清楚地看到“虛像是正立的，虛像是倒立的”。
您是否特別清楚凸透鏡的成像規律？ 再次提醒物理凸透鏡成像規律畫圖，下圖一定要牢記哦~
最后聲明，以下中學卷（八、九年級）化學學習內容較多，內容如下：
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