點(diǎn)擊右上角關(guān)注“良師益友談?dòng)齼骸狈窒韺W(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，一起暢游快樂(lè)的學(xué)習(xí)生活。凸透鏡成像原理是小學(xué)數(shù)學(xué)光學(xué)的重要知識(shí)點(diǎn)，也是高考數(shù)學(xué)的難點(diǎn)，本文結(jié)合光路圖詳盡講解關(guān)于凸透鏡成像原理的重要知識(shí)點(diǎn)及精典題型的解題思路，希望能給新高一中學(xué)生的暑期預(yù)習(xí)和新高中中學(xué)生的備考備考提供幫助。
重要知識(shí)點(diǎn)
凸透鏡成像的原理：
從發(fā)光點(diǎn)S發(fā)出入射光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，折射光線(xiàn)凝聚而成發(fā)光點(diǎn)S的像S'，作光路圖時(shí)有三條重要光線(xiàn)：
（1）平行于凸透鏡主光軸的入射光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，折射光線(xiàn)通過(guò)凸透鏡另左側(cè)的焦點(diǎn)射出；
（2）通過(guò)凸透鏡光心的入射光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，折射光線(xiàn)保持原先的入射方向不變，從凸透鏡另左側(cè)射出；
（3）通過(guò)凸透鏡后側(cè)焦點(diǎn)的入射光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)凸透鏡折射后，折射光線(xiàn)平行于主光軸從凸透鏡的另右側(cè)射出。
具體光路圖如下：
注意：
（1）作光路圖過(guò)程中，假如是真實(shí)存在的光線(xiàn)則用虛線(xiàn)表示，假如配合作光路圖用的輔助線(xiàn)則用實(shí)線(xiàn)表示，例如：真實(shí)光線(xiàn)的反向延長(zhǎng)線(xiàn)。
（2）三條折射光線(xiàn)凝聚于一點(diǎn)S'，是發(fā)光點(diǎn)S通過(guò)凸透鏡折射之后所成的像。假如是虛線(xiàn)的交點(diǎn)則為虛像凸透鏡成像規(guī)律作圖主光軸，可以在光屏上接收到這個(gè)像；假如是實(shí)線(xiàn)的交點(diǎn)則為實(shí)像，在光屏上接收不到這個(gè)像，只能用人眼觀察。
（3）作光路圖求發(fā)光點(diǎn)S的像S'時(shí)，我們通常只需畫(huà)出兩條重要光線(xiàn)，兩條折射光線(xiàn)的交點(diǎn)就是像S'所在的位置。
凸透鏡成像的規(guī)律：
物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡成像S'T'，物體ST與凸透鏡的距離為物距，像S'T'與凸透鏡的距離為像距，在物體ST逐漸緊靠凸透鏡的過(guò)程中，像S'T'也做出相應(yīng)地變化。作光路圖時(shí)，平行于主光軸的入射光線(xiàn)保持不變，只需作通過(guò)光心的入射光線(xiàn)和折射光線(xiàn)，兩條折射光線(xiàn)的交點(diǎn)就是像所在的位置。
具體光路圖如下：
當(dāng)物距小于2倍焦距時(shí)，物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡成的是倒立縮小的虛像S'T'，像距在1倍焦距與2倍焦距之間；
當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡成的是倒立等大的虛像S'T'，像距等于2倍焦距；
當(dāng)物距介于1倍焦距與2倍焦距之間時(shí)，物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡成的是倒立放大的虛像S'T'，像距小于2倍焦距；
當(dāng)物距等于焦距時(shí)，物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡不成像；
當(dāng)物距大于焦距時(shí)，物體ST經(jīng)過(guò)凸透鏡成的是正立放大的實(shí)像S'T'。
例題
如圖所示，MN為凸透鏡的主光軸，A為蠟燭，A′為蠟燭在光屏上所成的像，按照凸透鏡成像原理畫(huà)出光路圖確定凸透鏡及其焦點(diǎn)的位置。
畫(huà)圖剖析：
聯(lián)接AA'，交MN于點(diǎn)O，這就是凸透鏡的光心，過(guò)O點(diǎn)垂直于主光軸MN做出凸透鏡；
過(guò)A點(diǎn)作平行于主光軸MN的入射光線(xiàn)，交凸透鏡于C點(diǎn)，聯(lián)接CA'并延長(zhǎng)，這是對(duì)應(yīng)的折射光線(xiàn)，交主光軸MN于點(diǎn)F'，這是凸透鏡的右側(cè)焦點(diǎn)；
過(guò)A'點(diǎn)作DA'平行于主光軸MN，交凸透鏡于點(diǎn)D，延長(zhǎng)DA'，這就是折射光線(xiàn)凸透鏡成像規(guī)律作圖主光軸，聯(lián)接AD，這是對(duì)應(yīng)的經(jīng)過(guò)凸透鏡另左側(cè)焦點(diǎn)的入射光線(xiàn)，交主光軸MN于點(diǎn)F，這是凸透鏡的另左側(cè)焦點(diǎn)。
具體光路圖如下：
結(jié)語(yǔ)
制做光路圖是解決凸透鏡成像原理相關(guān)題型的重要解題思路，只要牢靠三條重要光線(xiàn)，嚴(yán)格依照凸透鏡成像原理畫(huà)圖，才能成功應(yīng)對(duì)這類(lèi)題型，為化學(xué)光學(xué)題奪回高分加油推動(dòng)！