大家好，本文就來和大家分享探索凸透鏡成像規律的知識和見解，以及凸透鏡成像規律教材解析。 內容太長，請耐心閱讀。 不要忘記為本網站添加書簽。
1 本文內容列表： 2 如何探索凸透鏡成像規律
探索凸透鏡成像規律
1、實驗器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、燈臺（或秤）、火柴。
2、實驗方案：將點燃的蠟燭從遠離凸透鏡的位置逐漸移近。 通過不斷調整光屏到凸透鏡的距離，觀察并記錄屏幕上可以成像的特征和成像的特征。 燭光位置的變化趨勢，尤其是在f和2f成像的情況下，由此總結出凸透鏡成像的規律。 或者逐漸將蠟燭從靠近凸透鏡的位置移開，其他步驟相同。
3、實驗推斷：
當u>2f時，形成倒置縮小的虛像； 當u=2f時，形成倒置的大小相等的虛像； 當f<u<2f時，形成倒置放大的虛像； 當u<f時，形成直立放大的實像。
在光學中，實光凝聚而成的像稱為虛像，可用光幕呈現； 否則稱為實像，只能用耳朵感知。 有經驗的數學老師在描述虛像和實像的區別時，經常會提到這樣一個區別：“實像都是倒立的，而實像都是正立的”。 》，其實是相對于原物體的。有時候比較特殊，比如當U（物距）>2F時，就會虛像縮小倒立！
平面鏡、凸鏡、凹透鏡所成的三實像都是直立的； 而凹面鏡和凸透鏡形成的虛像，以及小孔成像形成的虛像，無一例外都是倒置的。 其實凹面鏡和凸透鏡也能成實像，而且它們成的兩個實像也是直立的。
那么，人耳形成的圖像是虛像還是實像呢？ 我們知道，人眼的結構相當于一個凸透鏡，所以外界物體在黃斑部形成的影像一定是虛像。 按照之前的經驗法則，雖然黃斑上的影像應該是倒置的。 而我們平時看到的任何物體明明是直立的？ 這個與“經驗法則”相沖突的問題，其實涉及到大腦皮層的調節功能和生活經驗的影響。
當物體與凸透鏡的距離小于透鏡的焦距時，物體形成倒像。 當物體從遠處靠近鏡頭時，像逐漸變大，像到鏡頭的距離也逐漸增加； 當距離大于焦距時，物體變成放大圖像。 這個圖像并不是實際折射光線的匯聚點，而是它們的反向延長線的交點。 光屏接收不到，是實像。 可與平面鏡形成的實像進行對比（光幕無法接收研究凸透鏡的成像規律，只能用耳朵聽到）。
當物體與透鏡的距離小于焦距時，物體就變成倒像，它是由蠟燭發出的光經過凸透鏡會聚到凸透鏡上形成的。 當物體與鏡頭的距離大于焦距時，物體就變成直立的實像。
與凹透鏡的區別
1、結構不同
凸透鏡由兩側磨成球面的透明鏡體組成
凹透鏡是由兩面都磨成凹面的球面透明鏡體
2.對光的影響不同
凸透鏡主要是會聚光線
凹透鏡主要發散光線
3、成像特性不同
凸透鏡是折射成像
凹透鏡是折射成像。 凸透鏡是折射成像。 折射成的像可以是正的也可以是負的； 虛或實；起到聚光作用
凹透鏡是折射圖像，只能還原為正像。 對近視起一定作用的透鏡（包括凸透鏡）是讓光線通過并利用光線折射成像的儀器。 光遵循折射定律。 鏡子（包括凸面鏡）不允許光線通過，而是反射回來形成圖像。 光遵循反射定理。
凸透鏡可以倒置放大、等尺寸、縮小虛像或正置放大實像。 平行光可以在焦點處會聚，從焦點發出的光也可以折射成平行光。 凸鏡只能形成正立縮小的實像，主要用于擴大視野。
(1)除了倍焦距外，還可以通過倒置來減少虛像； <這里所說的雙倍焦距是指平行光源通過鏡頭會聚的點到鏡頭中心的距離，所以雙倍焦距指的是距離多一倍的地方>
focal 加倍焦距，倒置放大虛像；
雙焦距無成像；
在兩倍焦距范圍內，實像被直立放大；
虛像和像在凸透鏡的反面，實像在凸透鏡的同側。
(2)
焦距加倍
焦距的兩倍
近景和遠景變大
遠像和近像變小
凸透鏡成像規則表
物體到鏡頭中心的距離 u 像的大小 虛實像到鏡頭中心的距離 v 應用實例
u 是物距 v 是像距 f 是焦距
u2f，倒置虛擬 2fvf 相機
u=2f，倒虛像v=2f可以用來檢測凸透鏡的焦距
2fuf倒置放大虛像v2f投影儀，幻燈機，投影儀
u=f 不成像平行光源：頭燈
uf 直立放大實像 與放大鏡在物體同一側無實像
為了研究各種猜測，人們經常用光具座做實驗。
蠟燭的火焰中心、凸透鏡的中心、光屏的中心盡量保持在同一高度。
(3)凸透鏡成像也滿足1/v+1/u=1/f
使用鏡頭的特殊光線作為鏡頭成像光路：
(1) 物體超出2倍焦距
(2)物體在2倍焦距和1倍焦距之間
(3) 物體對焦
(4)凹透鏡成像光路
凸透鏡成像規律的實驗研究是：當物距在一個焦距內時，得到正立放大的實像； 當物距在一焦距和二焦距之間時，得到倒置放大的虛像。 , 得到倒置縮小的虛像。
本實驗就是研究否定這條規則。 在實驗中，有下表：
物距u的屬性圖像位置
正立或倒立放大或縮小實像或虛像與物體同側和反側的像距v
u2f倒立收縮對面虛像fv2f
u=2f 倒置等尺寸虛像的對面 v=2f 此時物像距離最小，是焦距的4倍。
fu2f倒立放大虛像v2f的對面
u=f 不成像平行光源：頭燈
uf直立放大實像u同側，v同側
這是旨在否認該法律的表格。 雖然，鏡頭成像滿足鏡頭成像公式：
1/u（物距）+1/v（像距）=1/f（鏡頭焦距）
相機利用凸透鏡的成像規律
鏡頭是凸透鏡，被攝景物是物體，膠片是屏幕
照射在物體上的光被漫反射并通過凸透鏡在最終的膠片上形成物體的圖像
膠片上涂有感光物質，曝光后發生物理變化，將物體的影像記錄在膠片上
至于物距與像距的關系，與凸透鏡的成像規律如出一轍。
當物體靠得很近時，像越來越遠，越來越大，最后在同一側形成實像。
物距減小，像距減小，像變小； 物距減小，像距減小，像變大。
一倍焦距分虛實，兩倍焦距分大小。
凸透鏡成像規則表：
虛像、近像、遠像變大
實像、遠像、近像變小
(4)當作為實像時，物像左右一致，上下一致； 當看成虛像時研究凸透鏡的成像規律，物與像的左右相反，上下相反。
【常規記憶】
1.u2f，倒置縮小虛像2fvf相機
縮寫是：外面小，中間小（或者說遠像的近像變小）
2.u=2f，倒置虛像v=2f可以用來檢測凸透鏡的焦距
縮寫是：二乘二等
3.2fuf倒置放大虛像v2f投影儀幻燈機投影儀
簡稱：中外倒大立體（或物體的近像和遠像變大）
4.u=f 不成像平行光源：頭燈
縮寫為：點上沒有圖像
5、uf直立放大實像與放大鏡同側物體無實像
簡寫為：點正大虛
注：u小于2f稱為far——離凸透鏡較遠； u大于2f且小于f稱為near——離凸透鏡較近
3 探索凸透鏡成像規律的主要內容
《探索凸透鏡的成像規律》主要知識點
①物距和像距：物體到凸透鏡的距離稱為物距，用u表示。 像距到凸透鏡的距離稱為像距，記為v。
②凸透鏡成像法則實驗要點：
A。 從左到右依次放置蠟燭、凸透鏡、光幕；
b. 調整它們的位置，使它們在同一條直線上（光具座不需要）；
C。 調整兩者的高度，使燭焰中心、凸透鏡中心和光幕中心處于同一高度。
③ 凸透鏡成像規律：
物距（u）圖像屬性像距（v）應用
u2f 倒置、縮小、實像 fv2f 相機
u=2f倒置，大小相等，實像v=2f（圖像大小的轉折點）
fu2f 倒置、放大、實像 v2f 幻燈機、投影儀
u=f 無成像/(虛/實像、正立/倒立、同側/異側圖像轉折點)
uf直立放大鏡虛像vu放大鏡老花鏡
④凸透鏡成像規律的認識與歸納：
au=2f點是圖像放大或縮小的分界點； u=f點是形成虛像和實像、正像和倒像、同面和異面的分界點。
b. 當像距小于物距時，成為放大的虛像（或實像），當像距大于物距時，成為倒置縮小的虛像。
⑤揭示照相機、投影儀、放大鏡的原理：
A。 相機原理：u>2f，f<v<2f，一個倒置縮小的虛像。
b. 投影儀原理：f<u<2f，v>2f，形成倒置放大的虛像。
C。 放大鏡的原理：u<f,v>u，形成直立放大的實像。
⑥攝像頭幾部分的作用：
A。 變焦環：用來調節鏡頭到膠片的距離。 拍攝近景時，鏡頭向前伸出，離膠片更遠； 拍遠景時，鏡頭縮回，膠片拉近。 刻在變焦環上的數字表示從拍攝對象到鏡頭的距離。
b. 焦距：用來控制進入鏡頭的進光量，焦距可以放大或縮小，焦距的數字刻在焦距環上。
C。 快門：用來控制曝光時間，可以從快門上的數字得知。
⑦投影機幾部分的作用：
A。 透鏡：相當于凸透鏡；
b. 投影儀：相當于一個物體；
C。 屏幕：相當于光幕；
d. 光源：光源用于點亮投影片；
e. 聚光鏡：聚光鏡由兩個螺紋透鏡組成，用于縮小聚光面積，降低投影膠片的照度。
F。 反射鏡：反射鏡是一面平面鏡，用來將投射到投影膠片上的光線反射到屏幕上。
⑧ 注意幾點：
A。 為了使屏幕上的圖像“正立”（直立），幻象kt板要倒插。
b. 相機鏡頭相當于凸透鏡，黑匣子里的膠卷相當于光幕。 我們調整變焦環的時候，并不是在調整焦距，而是在調整鏡頭到膠卷的距離。 物體離鏡頭越遠，膠卷離鏡頭越近。 .
4 探索凸透鏡成像規律的實驗有哪些？
實驗：探究凸透鏡成像的規律。 實驗時，點燃一支蠟燭，使蠟燭火焰、凸透鏡和光幕的中心大致在同一條直線上，處于同一高度。 目的是讓蠟燭火焰的影像位于光幕的中央。
實驗步驟
保持凸透鏡的位置固定，改變蠟燭到凸透鏡的距離，調整光屏的位置，使蠟燭火焰在光屏上形成清晰的圖像，記錄物距、像距和不同條件下的成像條件。
將蠟燭放在凸透鏡的焦點內，通過另一邊的透鏡觀察成象。
如果在實驗中，無論怎樣連接光屏，光屏上都得不到圖像，可能的原因是：蠟燭火焰在焦點內，蠟燭火焰在焦點上； 燭焰中心、凸透鏡中心、光幕中心不在同一高度。
蠟燭火焰到凸透鏡的距離略小于焦距，在較遠的地方成像，光具座的光幕不能移到這個位置。
當部分凸透鏡被遮擋時，成像特性不變，圖像變暗。 形成虛像時，物距越小，像距越大，像越大。
5 化學探索 凸透鏡的成像規律是什么？
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中的重點和難點。 為了便于理解和記憶，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”； 并總結出幾種常見的題型，方便快速準確的解題。
1三個成像區
(1)當物距為u2f時，形成倒置縮小的虛像，像在1倍焦距和2倍焦距之間。
(2)當物距為2fuf時，形成倒置放大虛像，像在2倍焦距以外。
(3)當物距為uf時，形成放大的直立實像，像與物在透鏡的同一側。
2兩個特殊點
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。
焦距：（1）焦距是物體分為實像或虛像的分界點。 當物體放在焦點上（u=f）時，無法成像； 當物體放在焦點（uf）內時，它就變成了實像； 當物體置于焦點（uf）外時，就成為虛像。 (2)無論是虛像還是實像，當物體靠近焦點時，像變大，像距變大，當物體遠離焦點時，像變小，像距變大像距也變小。 (3) 當物體距離為u2f時，當物體靠近焦點時，物體與像的距離變大； 當物體遠離焦點時，物體與圖像之間的距離變小。
倍焦距： (1)倍焦距是物體縮小虛像和放大虛像的分界點。 當物體置于焦距和倍焦距之間時，就成為放大的虛像； 當物體放在雙焦距處時，就變成了同樣大小的虛像； 當物體放置在兩倍焦距之外時，它就變成了縮小的虛像。 (2)當物體成虛像時，物體置于二倍焦距處，物體與像的距離最小。 (3)物體形成虛像時，物體靠近倍焦距，物體與像的距離變小； 物體遠離倍焦距，物體與圖像之間的距離變大。
3一個動態特征
當物體沿凸透鏡的主軸進行通信時，物像通信的方向相同。 當物體形成虛像時，物體靠近透鏡并相通，透鏡左側的像遠離透鏡； 當物體形成實像時，物體靠近鏡頭并相通，則物體同側的像也靠近鏡頭。
4六大基本題型
(1) 確定圖像的特征
例：凸透鏡的焦距為15cm。 將物體放在主軸上距鏡頭焦點5cm處，所成像必為（）。
A.直立
B、顛倒
C. 放大
D、實像
分析：將物體放在主軸上距鏡頭焦點5cm處，物距可能為fu2f，可能形成倒置放大虛像； 也可以是uf，形成直立的放大實像。 因此，必須放大形成的圖像，選擇C。
(2)確定焦距范圍
例：在凸透鏡的成像實驗中，物體放置在距透鏡20cm處，此時得到倒置放大的虛像，則凸透鏡的焦距范圍為 。
分析：物距u=20cm，物體變成倒置放大虛像，應滿足fu2f，即： 和f20cm，解為：。
(3)確定物距或像距
例：用相機給家人拍照，人與相機鏡頭的距離和膠卷與相機鏡頭的距離分別為（）
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u2f時，凸透鏡變成倒置縮小的虛像。 此時像距為fv2f。 選擇C。
(4)確定物距或像距變化
例子：用鏡頭焦距不變的相機拍下一個人的四肢，再用它拍下這個人的半身像，應該是（）
A. 攝像頭與人的距離縮小，黑框寬度縮小
B、攝像頭與人的距離縮小，拉長黑框的寬度
C. 相機與人的距離增加，黑框寬度減小
D. 相機與人的距離增加，黑框寬度拉長
解析：胸像比四肢大。 當凸透鏡形成虛像時，物距變小，像距減小，像變大。 因此，應增加相機與人之間的距離，并增加黑框的寬度。 要拉伸，請選擇 D。
(5) 確定物體圖像寬度的變化
例：一個凸透鏡的焦距為10cm，當物體沿透鏡主軸線遠離透鏡15cm時，在對接過程中物體與像的距離為距鏡頭40cm（）
A、逐漸減少
B、先減后減
C、逐漸減少
D、先減后減
分析：當物體從距鏡頭15cm（fu2f）連接到距鏡頭40cm（u2f）時，接近雙倍焦距，物體像的寬度增加； 在雙焦距下，物像之間的距離最小； 然后遠離雙焦距，物像的寬度減小。 因此，在整個連接過程中，物體與其圖像的距離先減小，再減小； 選擇B。
(6) 確定圖像的連接方向
例：物體以勻速運動距離為凸透鏡焦距的2倍，則物體的像為（ ）
A.在與物體運動相同的方向上，像距越來越小
B、在與物體運動相同的方向上，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
解析：根據凸透鏡成像的動態特性，像的運動方向與物體的運動方向是一致的。 物體從遠距離到凸透鏡的兩倍焦距處進行通信，即向靠近焦點的方向進行通信。 這時像變大，像距也變大。 .選B。
6 探索凸透鏡成像規律
凸透鏡成像規律：凸透鏡成像特性與物距u和焦距f有關。
1、當物距小于焦距（u>f）時，形成倒置虛像，在凸透鏡后像與物分離。
虛像是由實際光線匯聚而成，可以顯示在光幕上。
①當物距在一倍焦距和二倍焦距之間（2f>u>f）時，形成倒置放大虛像，像距小于兩倍焦距（v>2f）。
②當物距等于焦距的兩倍（u=2f）時，形成大小相等的倒置虛像，像距也等于焦距的兩倍（v=2f）。
③當物距小于一倍焦距（u>2f）時，形成倒置縮小的虛像，像距在一倍焦距和二倍焦距之間（2f>v>f）。
④ 形成虛像時，當物距減小時，像距減小（接近兩倍焦距），像變小。
2、當物距等于焦距（u=f）時，由于折射光為平行光，不成像。
3、當物距在一個焦距（u<f）以內時，形成直立放大的實像，像與物牢固地位于凸透鏡的同一側。 實像是由實際光線的反延長線會聚而成，所以不能用光屏顯示，但可以通過凸透鏡用耳朵觀察。
4、一焦距為虛像與實像的分界線，u>f為倒立虛像，u<f為正立實像。 焦距的兩倍是圖像放大和縮小的分界線，u>2f 為縮小圖像，u<2f 為正立圖像（u=f 時除外）。
7 探索凸透鏡成像規律
凸透鏡成像規律的實驗研究是：當物距在一個焦距內時，得到正立放大的實像； 當物距在一焦距和二焦距之間時，得到倒置放大的虛像。 , 得到倒置縮小的虛像。
本實驗就是研究否定這條規則。 在實驗中，有下表：
物距u的屬性圖像位置
正立或倒立放大或縮小實像或虛像與物體同側和反側的像距v
u2f倒立收縮對面虛像fv2f
u=2f 反面等尺寸虛像 v=2f
fu2f倒立放大虛像v2f的對面
u=f－－－－－
uf直立放大實像u同側，v同側
這是一張旨在否認這種規律性的表格。 雖然，鏡頭成像滿足鏡頭成像公式：
1/u（物距）+1/v（像距）=1/f（鏡頭焦距）