結(jié)構(gòu)
凸透鏡:邊緣薄,中間厚。 至少一個(gè)表面必須制成球體,或者兩側(cè)都可以制成球體。 可分為雙凸透鏡、平凸透鏡和凹凸透鏡三種。
凹透鏡:邊緣厚,中間薄。 至少一個(gè)表面必須制成球面,或者兩個(gè)表面都可以制成球面。 它可分為雙凹透鏡、平凹透鏡和凸凹透鏡三種類(lèi)型。
光學(xué)特性(對(duì)光的作用)
凸透鏡主要聚焦光線。
凹透鏡主要漫射光線。
成像特性
凸透鏡是折射成像,所得的圖像可以是正立的,也可以是倒立的; 虛擬或真實(shí); 放大、等大或縮小。
凹透鏡是折射像,只能形成正立的縮小的虛像。 漫射光線。
表總結(jié)
規(guī)則概要
規(guī)則一:當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí),像距在1倍焦距到2倍焦距之間,形成倒立、縮小的實(shí)像。 此時(shí)像距小于物距,像比物體小,物體像在對(duì)面。
應(yīng)用:相機(jī)、攝像機(jī)。
規(guī)則1
規(guī)則二:當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí),像距也是2倍焦距,形成倒立的、等大小的實(shí)像。 此時(shí),物距與像距相等,像與物體的大小相等,物像在兩側(cè)。
規(guī)則2
規(guī)則三:當(dāng)物距小于2倍焦距且大于1倍焦距時(shí),像距大于2倍焦距,形成倒立、放大的實(shí)像。 此時(shí)像距大于物距,像大于物體,像位于物體的對(duì)面。
應(yīng)用:投影儀、幻燈片投影儀、電影投影儀。
規(guī)則3
規(guī)則4:物距等于1倍焦距時(shí)凸透鏡的應(yīng)用題,不成像,發(fā)出平行光。
規(guī)則 4
規(guī)則五:當(dāng)物距小于1倍焦距時(shí),會(huì)形成正立的放大虛像。 此時(shí)像距大于物距,像大于物體,物像在同一側(cè)。
應(yīng)用:放大鏡。
規(guī)則5
記憶公式
1、一次焦分為實(shí)與實(shí),二次焦分為大與小,二次焦分為物與象等。
真實(shí)的形象總是在一側(cè)。 虛像在同一側(cè)總是筆直的。
物體近時(shí)近處的圖像變大,遠(yuǎn)時(shí)物體近處的圖像變小。
(遠(yuǎn)和近是相對(duì)于焦點(diǎn)而言的,實(shí)像和虛像均適用)
像的大小和距離是固定的,像在追逐物體,物體與像的距離是變化的。
注:這里所說(shuō)的一焦距是指平行光源通過(guò)透鏡會(huì)聚到主光軸的點(diǎn)到透鏡光心的距離,也可以直接稱為焦距; 兩倍焦距指的是這個(gè)距離的兩倍。
凸透鏡成像的兩個(gè)分界點(diǎn):
2f點(diǎn)是放大和縮小真實(shí)圖像的分界點(diǎn); f點(diǎn)是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)。
2、凸透鏡聚焦光線,成像圖案很有趣;
二倍焦距分大小,二倍焦距分虛實(shí);
任何超過(guò)兩個(gè)焦點(diǎn)的物體都非常小,我們將其用作相機(jī);
一兩個(gè)焦點(diǎn)之間的空間非常大,我們把它用作投影儀;
焦點(diǎn)內(nèi)正立、虛像的,就是我們用的放大鏡;
為了獲得相同的真實(shí)圖像,放置一個(gè)焦距為兩倍的物體;
焦點(diǎn)位置不成像,點(diǎn)光可以變成平行光;
只要牢記成像規(guī)則,鏡頭的應(yīng)用是無(wú)限的。
物體近(遠(yuǎn)),圖像遠(yuǎn)(近),圖像變大(小)。
3、物體前進(jìn),圖像后退,圖像隨著后退而變得越來(lái)越大。 大圖像總是在小圖像后面移動(dòng),并且朝同一方向移動(dòng)。
成像實(shí)驗(yàn)
光具座
為了研究各種猜想,人們經(jīng)常使用光具座進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先調(diào)整凸透鏡和光幕的高度,使它們的中心與蠟燭火焰的中心盡可能保持在同一水平面上,以保證蠟燭火焰的圖像清晰。在光幕中央。
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持凸透鏡的位置不變,改變蠟燭或光幕與凸透鏡的距離,觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
根據(jù)實(shí)驗(yàn),使鏡頭成像光路為:
① 將蠟燭放置在2倍焦距以外,觀察現(xiàn)象
② 將蠟燭置于2倍焦距和1倍焦距之間,觀察現(xiàn)象
③ 將蠟燭置于一焦距內(nèi),觀察現(xiàn)象
④創(chuàng)建凸透鏡成像光路
⑤ 重復(fù)實(shí)驗(yàn)(3-5次,找出實(shí)驗(yàn)的一般規(guī)律)
應(yīng)用
人類(lèi)的眼睛
人眼形成的圖像是實(shí)像還是虛像? 我們知道,人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡,因此外界物體在視網(wǎng)膜上的圖像一定是實(shí)像。 根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,視網(wǎng)膜上的物體圖像似乎是上下顛倒的。 但我們平常看到的任何物體顯然都是直立的,對(duì)嗎? 這種與經(jīng)驗(yàn)和規(guī)則的沖突,實(shí)際上涉及到大腦皮層的調(diào)節(jié)功能和生活經(jīng)歷的影響。 由于視覺(jué)誤差,人眼將光感知為物體發(fā)出并直接照射到人眼中。
當(dāng)物體與凸透鏡之間的距離大于透鏡的焦距時(shí),物體形成倒立的圖像。 當(dāng)物體從遠(yuǎn)處接近鏡頭時(shí),圖像逐漸變大,圖像到鏡頭的距離也逐漸變大; 當(dāng)物體與鏡頭的距離小于焦距時(shí),物體就變成放大的圖像。 這個(gè)圖像并不是折射光的實(shí)際會(huì)聚點(diǎn),而是它們反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)。 它不能用光屏接收,是虛像。 平面鏡形成的虛像對(duì)比度(不能用光屏接收,只能用眼睛看到)。
相機(jī)
相機(jī)鏡頭是凸透鏡,被拍攝的景物是物體,膠片是光幕。 照射在物體上的光線通過(guò)凸透鏡進(jìn)行漫反射,在最終的膠片上形成物體的圖像; 膠片上涂有一層感光材料,曝光后發(fā)生化學(xué)變化,物體的圖像記錄在膠片上。 ,物距與像距的關(guān)系與凸透鏡的成像規(guī)律完全相同。 隨著物體的接近,像變得越來(lái)越遠(yuǎn),越來(lái)越大,最后成為同側(cè)的虛像。 當(dāng)物距增大時(shí),像距減小,圖像變小; 當(dāng)物距減小時(shí),像距增大,圖像變大。 一焦距將現(xiàn)實(shí)劃分為現(xiàn)實(shí),二倍焦距將其劃分為尺寸。
其他
投影儀、幻燈機(jī)、投影儀、放大鏡、探照燈、照相機(jī)和照相機(jī)等都使用凸透鏡。 凸透鏡完善了我們的生活,在我們的生活中無(wú)時(shí)無(wú)刻不在使用。 遠(yuǎn)視眼鏡有凸透鏡,近視眼鏡有凹透鏡。
此外,凸透鏡還用于:
1.拍照、錄像
2. 投影、幻燈片、電影
3.用于特效照明(聚焦成各種顏色)
4. 創(chuàng)建用于放大文本、工件、地圖等的虛擬圖像。
測(cè)量焦距
設(shè)備
光具座、光屏、標(biāo)尺、凸透鏡
步
①將凸透鏡面向太陽(yáng)
② 讓光幕和凸透鏡接收另一側(cè)的光斑
③改變光幕與凸透鏡的距離
④當(dāng)光幕上的光點(diǎn)最小、最亮?xí)r,即固定。 在白紙與凸透鏡的位置,用刻度尺(或用羅盤(pán)角測(cè)量凸透鏡中心與光斑的距離,截取羅盤(pán)角之間的長(zhǎng)度),然后測(cè)量此時(shí)凸透鏡中心與光斑的距離。 這個(gè)距離就是凸透鏡的焦距。
注意
1.在陽(yáng)光下有效,雨天放大鏡可能不會(huì)形成光點(diǎn)!
2、強(qiáng)光下注意火焰,遠(yuǎn)離易燃物品,以防火災(zāi)。
3、制作凸透鏡時(shí),光幕中心與蠟燭火焰中心在同一直線上。
常規(guī)記憶
一,
1.u>2f,倒置并縮小的實(shí)像f
縮寫(xiě)為:外倒立,實(shí)小(或遠(yuǎn)像和近像變小)
2.u=2f,等大小v=2f的倒立實(shí)像可以用來(lái)測(cè)量凸透鏡的焦距
縮寫(xiě)為:成對(duì)的物體彼此相等(或者物體彼此相等并且它們的圖像保持不變)
3.2f>u>f倒置放大實(shí)像v>2f投影儀、幻燈機(jī)、投影儀
縮寫(xiě)為:中外物顛倒(或近像和遠(yuǎn)像變大)
4.u=f 不成像平行光源探照燈
縮寫(xiě)為:一點(diǎn)不成像(或等效焦距處不成像)
5.u
縮寫(xiě)為:點(diǎn)內(nèi)像大而虛(或焦距小的物體顯得大而虛)
注:u大于2f簡(jiǎn)稱為遠(yuǎn)——距凸透鏡較遠(yuǎn);
u小于2f且大于f簡(jiǎn)單稱為接近-更接近凸透鏡
二,
物三、像二、小實(shí)、倒立 物二、像三倒立、大、實(shí)物與像同側(cè)、正立、大虛
近處物體的距離圖像變大,遠(yuǎn)處物體的近處圖像變小。 1倍焦距分為虛和實(shí),2倍焦距分為大和小。
三,
在第二個(gè)環(huán)①外面,拿起②一個(gè)小相機(jī)。
在第一聲和第二聲響聲之間,我看到了一個(gè)很大的投影。
一環(huán)之內(nèi),打③假④?chē)?yán)重⑤。
注:①第二環(huán)外:2倍焦距以外
② 拾取:拾取、實(shí)像。到達(dá)、倒立(倒立) 應(yīng)用:相機(jī)
③點(diǎn)擊:放大
④虛、虛(虛像)
⑤經(jīng)、放大鏡
應(yīng)用實(shí)例
例1 一位老婦人用放大鏡看時(shí)間。 為了看到更大更清晰的圖像,她經(jīng)常這樣做( )
A.保持報(bào)紙和放大鏡不動(dòng),眼睛遠(yuǎn)離報(bào)紙
B.眼睛保持靜止,放大鏡離報(bào)紙遠(yuǎn)一些。
C.保持報(bào)紙和放大鏡不動(dòng),眼睛靠近報(bào)紙
D.眼睛保持靜止,放大鏡靠近報(bào)紙
分析:放大鏡是凸透鏡。 從凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)可以看出,當(dāng)物體在某一焦距范圍內(nèi)時(shí),物距越大,像距越大,成像也越大。 從成像原理還可以得出,平行于主軸的光線保持不變,隨著物體遠(yuǎn)離鏡頭,經(jīng)過(guò)光心的光線變得更加平滑、平緩,因此光線的交點(diǎn)兩條光線的反向延長(zhǎng)線離透鏡較遠(yuǎn)。 ,圖像越大。 即在一個(gè)焦距內(nèi),物體離焦點(diǎn)越近,成像就越大。 所以答案是B。
例2 小明手持大口徑實(shí)驗(yàn)放大鏡,伸開(kāi)雙臂觀察遠(yuǎn)處的物體。 他可以看到物體的圖像。 下列說(shuō)法正確的是( )
A.進(jìn)入眼睛的光一定是由圖像發(fā)出的
B.該像必須是虛像
C.必須顛倒
D.圖像必須放大
分析:放大鏡是凸透鏡。 當(dāng)你手里拿著凸透鏡,伸直手臂看遠(yuǎn)處的物體時(shí),物距遠(yuǎn)大于兩倍焦距,所以圖像會(huì)出現(xiàn)在略大于兩倍焦距的手內(nèi)側(cè)長(zhǎng)度。 人眼距離一臂之遙,所以進(jìn)入人眼的光一定是經(jīng)過(guò)折射然后分離成圖像的光。 我們看到它就好像它來(lái)自圖像。 該圖像必須是倒置且縮小的實(shí)像。 所以答案是C。在選項(xiàng)A中,并不是所有進(jìn)入人眼的光都是從圖像中發(fā)出的。
例3 在農(nóng)村放映電影時(shí),測(cè)試鏡頭時(shí),發(fā)現(xiàn)屏幕上的圖像有點(diǎn)小。 我應(yīng)該如何調(diào)整投影儀( )
A.投影儀離銀幕要遠(yuǎn)一些,膠片離鏡頭要遠(yuǎn)一些。
B.投影儀離銀幕較遠(yuǎn),膠片離鏡頭較近
C.投影機(jī)距離屏幕較近,膠片距離鏡頭較遠(yuǎn)。
D.投影儀距離屏幕較近,膠片距離鏡頭較近
解析:這是一道關(guān)于凸透鏡的文字題。 電影放映機(jī)鏡頭(凸透鏡)的焦距是恒定的。 根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,膠片距離透鏡焦點(diǎn)越近,屏幕上的圖像就越大。 同時(shí),屏幕與鏡頭之間的距離也會(huì)越遠(yuǎn)。
當(dāng)物體被凸透鏡成像時(shí),物體離焦點(diǎn)越近,像就越大,離凸透鏡越遠(yuǎn)(這個(gè)規(guī)律對(duì)實(shí)像和虛像都適用)。 反之,物體距離凸透鏡越遠(yuǎn),實(shí)像越小,圖像離焦點(diǎn)越近。 凹透鏡成像,物體距離凹透鏡越遠(yuǎn),形成的圖像越小,并且圖像離虛焦點(diǎn)越近。
由以上分析可知,本題正確選項(xiàng)為B。
例4:一位同學(xué)拍完畢業(yè)照后,想拍一張肖像照。 攝影師應(yīng)該采取的方法是( )
A.將相機(jī)靠近同學(xué),同時(shí)將鏡頭縮回靠近膠片
B.將相機(jī)靠近同學(xué),同時(shí)將鏡頭向前延伸并遠(yuǎn)離膠片
C.將相機(jī)遠(yuǎn)離同學(xué)并將鏡頭拉近膠片
D.將相機(jī)移離同學(xué),并將鏡頭向前延伸,遠(yuǎn)離膠片
分析:相機(jī)鏡頭相當(dāng)于凸透鏡。 鏡頭后面是暗箱,底片安裝在暗箱的底部。 該薄膜充當(dāng)光幕。 拍攝集體照后,再拍攝單人照,圖像會(huì)變大。 成像時(shí)要使像變大,應(yīng)在減小物距的同時(shí)增加像距,即通過(guò)加長(zhǎng)暗箱或?qū)㈢R頭向前拉長(zhǎng)。 由以上分析可知,本題正確選項(xiàng)為B。
例5 當(dāng)使用相機(jī)拍攝水池底部的物體時(shí),如果相機(jī)的位置保持不變,比較水池中有水和沒(méi)有水的兩種情況(假設(shè)兩種情況下,拍攝者看到的物體)人眼大小相等),則當(dāng)有水時(shí)( )
A.暗箱應(yīng)稍短,所得圖像會(huì)稍大
B.暗箱要稍短一些,得到的圖像會(huì)稍小一些
C.暗箱要稍長(zhǎng)一些,得到的圖像會(huì)稍大一些
D.暗箱應(yīng)稍長(zhǎng),所得圖像會(huì)稍小。
分析:根據(jù)相機(jī)成像原理,當(dāng)物距減小時(shí),像距變大。 為了在膠片上得到清晰的物體圖像,應(yīng)適當(dāng)縮短暗箱。 同時(shí),膠片上的圖像會(huì)比原始圖像稍大。
在這個(gè)例子中,當(dāng)水池中有水時(shí),由于光的折射,水池底部的物體看起來(lái)比實(shí)際位置高。 當(dāng)水排干后,池底的物體就離人越來(lái)越遠(yuǎn)。 如果你還想的話,他就用這個(gè)相機(jī)在原來(lái)的位置拍出了物體的清晰照片。 根據(jù)凸透鏡成實(shí)像時(shí),物體的遠(yuǎn)像變小,近像變小。 可見(jiàn)他應(yīng)該調(diào)整相機(jī),使鏡頭縮回,暗箱要稍微短一些。
相反凸透鏡的應(yīng)用題,當(dāng)有水時(shí),物體會(huì)因光線的折射而顯得比實(shí)際位置高,物體的近、遠(yuǎn)像都會(huì)變大,導(dǎo)致鏡頭向前移動(dòng)。 暗箱應(yīng)該稍長(zhǎng)一些,得到的圖像也會(huì)稍大一些。 故選C。