凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用
在光學(xué)中，實際光線會聚形成的能在光屏上呈現(xiàn)的圖像稱為實像； 光線反向延長線會聚而成的、不能在光屏上呈現(xiàn)的圖像，稱為虛像。 在談到實像和虛像的區(qū)別時，經(jīng)常提到這樣一個區(qū)別：“實像都是倒立的，而虛像都是正立的”。
結(jié)構(gòu)
凸透鏡：邊緣薄，中間厚。 至少一個表面必須制成球體，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。 至少一個表面必須制成球面，或者兩個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型。
光學(xué)特性（對光的作用）
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； 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，像距在1倍焦距到2倍焦距之間，形成倒立、縮小的實像。 此時像距小于物距，像比物體小，物體像在對面。
應(yīng)用：相機、攝像機。
規(guī)則1
規(guī)則二：當(dāng)物距等于2倍焦距時，像距也是2倍焦距，形成倒立的、等大小的實像。 此時，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，像距大于2倍焦距，形成倒立、放大的實像。 此時像距大于物距，像大于物體，像位于物體的對面。
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，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，會形成正立的放大虛像。 此時像距大于物距，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、一次焦分為實與實，二次焦分為大與小，二次焦分為物與象等。
真實的形象總是在一側(cè)。 虛像在同一側(cè)總是筆直的。
物體近時近處的圖像變大，遠時物體近處的圖像變小。
（遠和近是相對于焦點而言的，實像和虛像均適用）
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：這里所說的一焦距是指平行光源通過透鏡會聚到主光軸的點到透鏡光心的距離，也可以直接稱為焦距； 兩倍焦距指的是這個距離的兩倍。
凸透鏡成像的兩個分界點：
2f點是放大和縮小真實圖像的分界點； f點是實像和虛像的分界點。
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；
任何超過兩個焦點的物體都非常小，我們將其用作相機；
一兩個焦點之間的空間非常大，我們把它用作投影儀；
焦點內(nèi)正立、虛像的，就是我們用的放大鏡；
為了獲得相同的真實圖像，放置一個焦距為兩倍的物體；
焦點位置不成像，點光可以變成平行光；
只要牢記成像規(guī)則，鏡頭的應(yīng)用是無限的。
物體近（遠），圖像遠（近），圖像變大（小）。
3、物體前進，圖像后退，圖像隨著后退而變得越來越大。 大圖像總是在小圖像后面移動，并且朝同一方向移動。
成像實驗
光具座
為了研究各種猜想，人們經(jīng)常使用光具座進行實驗
(1)實驗時應(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)實驗過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，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。
根據(jù)實驗，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)實驗（3-5次，找出實驗的一般規(guī)律）
應(yīng)用
人類的眼睛
人眼形成的圖像是實像還是虛像？ 我們知道，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個凸透鏡，因此外界物體在視網(wǎng)膜上的圖像一定是實像。 根據(jù)上述經(jīng)驗規(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，對嗎？ 這種與經(jīng)驗和規(guī)則的沖突，實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，物體形成倒立的圖像。 當(dāng)物體從遠處接近鏡頭時，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，物體就變成放大的圖像。 這個圖像并不是折射光的實際會聚點，而是它們反向延長線的交點。 它不能用光屏接收，是虛像。 平面鏡形成的虛像對比度（不能用光屏接收，只能用眼睛看到）。
相機
相機鏡頭是凸透鏡，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凸透鏡進行漫反射，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，像變得越來越遠，越來越大，最后成為同側(cè)的虛像。 當(dāng)物距增大時，像距減小，圖像變小； 當(dāng)物距減小時，像距增大，圖像變大。 一焦距將現(xiàn)實劃分為現(xiàn)實，二倍焦距將其劃分為尺寸。
其他
投影儀、幻燈機、投影儀、放大鏡、探照燈、照相機和照相機等都使用凸透鏡。 凸透鏡完善了我們的生活凸透鏡的應(yīng)用題，在我們的生活中無時無刻不在使用。 遠視眼鏡有凸透鏡，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。
測量焦距
設(shè)備
光具座、光屏、標尺、凸透鏡
步
①將凸透鏡面向太陽
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（或用羅盤角測量凸透鏡中心與光斑的距離，截取羅盤角之間的長度），然后測量此時凸透鏡中心與光斑的距離。 這個距離就是凸透鏡的焦距。
注意
1.在陽光下有效，雨天放大鏡可能不會形成光點！
2、強光下注意火焰，遠離易燃物品，以防火災(zāi)。
3、制作凸透鏡時，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，倒置并縮小的實像f
縮寫為：外倒立凸透鏡的應(yīng)用題，實小（或遠像和近像變小）
2.u=2f，等大小v=2f的倒立實像可以用來測量凸透鏡的焦距
縮寫為：成對的物體彼此相等（或者物體彼此相等并且它們的圖像保持不變）
3.2f>u>f倒置放大實像v>2f投影儀、幻燈機、投影儀
縮寫為：中外物顛倒（或近像和遠像變大）
4.u=f 不成像平行光源探照燈
縮寫為：一點不成像（或等效焦距處不成像）
5.u
縮寫為：點內(nèi)像大而虛（或焦距小的物體顯得大而虛）
注：u大于2f簡稱為遠——距凸透鏡較遠；
u小于2f且大于f簡單稱為接近-更接近凸透鏡
二，
物三、像二、小實、倒立 物二、像三倒立、大、實物與像同側(cè)、正立、大、虛
近處物體的距離圖像變大，遠處物體的近處圖像變小。 1倍焦距分為虛和實，2倍焦距分為大和小。
三，
在第二個環(huán)①外面，拿起②一個小相機。
在第一聲和第二聲響聲之間，我看到了一個很大的投影。
一環(huán)之內(nèi)，打③假④嚴重⑤。
注：①第二環(huán)外：2倍焦距以外
② 拾取：拾取、實像。到達、倒立（倒立） 應(yīng)用：相機
③點擊：放大
④虛、虛（虛像）
⑤經(jīng)、放大鏡
應(yīng)用實例
例1 一位老婦人用放大鏡看時間。 為了看到更大更清晰的圖像，她經(jīng)常這樣做（ ）
A.保持報紙和放大鏡不動，眼睛遠離報紙
B.保持眼睛不動，讓放大鏡遠離報紙。
C.保持報紙和放大鏡不動，眼睛靠近報紙
D.眼睛保持靜止，放大鏡靠近報紙
分析：放大鏡是凸透鏡。 從凸透鏡成像實驗可以看出，當(dāng)物體在某一焦距范圍內(nèi)時，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，隨著物體遠離鏡頭，通過光心的光線變得越來越平滑，因此光線的交點兩條光線的反向延長線離透鏡較遠。 ，圖像越大。 即在一個焦距內(nèi)，物體離焦點越近，成像就越大。 所以答案是B。
例2 小明手持大口徑實驗放大鏡，伸開雙臂觀察遠處的物體。 他可以看到物體的圖像。 下列說法正確的是( )
A.進入眼睛的光一定是由圖像發(fā)出的
B.圖像必須是虛像
C.必須顛倒
D.圖像必須放大
分析：放大鏡是凸透鏡。 當(dāng)你手握凸透鏡并伸直手臂看遠處的物體時，物距遠大于兩倍焦距，因此圖像會出現(xiàn)在略大于兩倍焦距的手內(nèi)側(cè)焦距。 人眼距離一臂之遙，所以進入人眼的光一定是經(jīng)過折射然后分離成圖像的光。 我們看到它就好像它來自圖像。 該圖像必須是倒置且縮小的實像。 所以答案是C。在選項A中，并不是所有進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，測試鏡頭時，發(fā)現(xiàn)屏幕上的圖像有點小。 我應(yīng)該如何調(diào)整投影儀（ ）
A.投影儀離銀幕要遠一些，膠片離鏡頭要遠一些。
B.投影儀距離屏幕較遠，膠片距離鏡頭較近
C.投影機距離屏幕較近，膠片距離鏡頭較遠。
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，膠片距離透鏡焦點越近，屏幕上的圖像就越大。 同時，屏幕與鏡頭之間的距離也會越遠。
當(dāng)物體被凸透鏡成像時，物體離焦點越近，像就越大，離凸透鏡越遠（這個規(guī)律對實像和虛像都適用）。 反之，物體距離凸透鏡越遠，實像越小，圖像離焦點越近。 凹透鏡成像，物體距離凹透鏡越遠，形成的圖像越小，并且圖像離虛焦點越近。
由以上分析可知，本題正確選項為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.將相機靠近同學(xué)，同時將鏡頭縮回靠近膠片
B.將相機靠近同學(xué)，同時將鏡頭向前延伸并遠離膠片
C.將相機遠離同學(xué)并將鏡頭拉近膠片
D.將相機移離同學(xué)，并將鏡頭向前延伸，遠離膠片
分析：相機鏡頭相當(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，圖像會變大。 成像時要使像變大，應(yīng)在減小物距的同時增加像距，即通過加長暗箱或?qū)㈢R頭向前拉長。 由以上分析可知，本題正確選項為B。
例5 當(dāng)使用相機拍攝水池底部的物體時，如果相機的位置保持不變，比較水池中有水和沒有水的兩種情況（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（ ）
A.暗箱應(yīng)稍短，所得圖像會稍大
B.暗箱要稍短一些，得到的圖像會稍小一些
C.暗箱要稍長一些，得到的圖像會稍大一些
D.暗箱應(yīng)稍長，所得圖像會稍小。
分析：根據(jù)相機成像原理，當(dāng)物距減小時，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，膠片上的圖像會比原始圖像稍大。
在這個例子中，當(dāng)水池中有水時，由于光的折射，水池底部的物體看起來比實際位置高。 當(dāng)水排干后，池底的物體就離人越來越遠。 如果你還想的話，他就用這個相機在原來的位置拍出了物體的清晰照片。 當(dāng)凸透鏡形成實像時，物體的遠像和近像變小。 可見他應(yīng)該調(diào)整相機，使鏡頭縮回，暗箱要稍微短一些。
相反，當(dāng)有水時，物體會因光線的折射而顯得比實際位置高，物體的近、遠像都會變大，導(dǎo)致鏡頭向前移動。 暗箱應(yīng)該稍長一些，得到的圖像也會稍大一些。 故選C。
