凸透鏡成像規律物體放到焦點之外,在凸透鏡另左側成倒立的虛像,虛像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,虛像越大。物體放到焦點之內,在凸透鏡同兩側成正立放大的實像。物距越大,像距越小,實像越小。
在光學中,由實際光線凝聚成的像,稱為虛像,能用光屏承接;反之,則稱為實像,只能由耳朵覺得。有經驗的數學老師,在述說虛像和實像的區別時,常常會提及這樣一種分辨方式:“實像都是倒立的,而實像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”,其實是相對于原物體而言。
平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種實像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的虛像,以及小孔成像中所成的虛像,無一例外都是倒立的。其實,凹面鏡和凸透鏡也可以成實像,而它們所成的兩種實像,同樣是正立的狀態。
這么人類的耳朵所成的像,是虛像還是實像呢?我們曉得,人眼的結構相當于一個凸透鏡,這么外界物體在黃斑上所成的像,一定是虛像。按照前面的經驗規律,黃斑上的物像雖然應當是倒立的。而且我們平時看到的任何物體,明明是正立的啊?這個與“經驗規律”發生沖突的問題,實際上涉及到腦部皮層的調整作用以及生活經驗的影響。
當物體與凸透鏡的距離小于透鏡的焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡緊靠時,像逐步變大,像到透鏡的距離也逐步變大;當物體與透鏡的距離大于焦距時,物體成放大的像,這個像不是實際折射光線的會聚點,而是它們的反向延長線的交點,用光屏接收不到,是實像。可與平面鏡所成的實像對比(不能用光屏接收到,只能用耳朵聽到)。
當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是虛像。當物體與透鏡的距離大于焦距時,物體成正立的實像。
與凸透鏡的區別
一.結構不同
凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成
凹面鏡是由兩面都是磨成凹球面透明鏡體組成
二.對光線的作用不同
凸透鏡主要對光線起會聚作用
凹面鏡主要對光線起發散作用
三.成像性質不同
凸透鏡是折射成像
凹面鏡是折射成像凸透鏡是折射成像成的像可以是正、倒;虛、實;放、縮。起聚光作用
凹面鏡是折射成像只能成縮小的正立像。起近視作用透鏡(包括凸透鏡)是使光線透過,使用光線折后成像的儀器,光線遵循折射定理。面鏡(包括凸面鏡)不是使光線透過,而是反射回來成像的儀器,光線遵循反射定理。
凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的虛像或正立放大的實像。可把平行光會聚于焦點初中凸透鏡成像規律表格,也可把焦點發出的光線折射成平行光。凸面鏡只能成正立縮小的實像,主要用擴大視野。
(1)二倍焦距以外,倒立縮小虛像;
一倍焦距到二倍焦距,倒立放大虛像;
一倍焦距以內,正立放大實像;
成虛像物和像在凸透鏡異側,成實像在凸透鏡同側。
(2)
一倍焦距分虛實
兩倍焦距分大小
凸透鏡成像規律表格
物體到透鏡的距離u像的大小像的正倒像的虛實像到透鏡的距離v應用實例
u是物距v是像距f是焦距
u>2f,縮小倒立虛像2f>v>f照像機
u=2f,等大倒立虛像v=2f
2f>u>f放大倒立虛像v>2f放映機,幻燈機,投影機
u=f不成像平行光源:頭燈
u為了研究各類猜測,人們常常用光具座進行試驗。
蠟燭,凸透鏡,光屏應盡量保持在同一條直線上。
(3)凸透鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f
借助透鏡的特殊光線作透鏡成像光路:
(1)、物體處于2倍焦距以外
(2)、物體處于2倍焦距和1倍焦距之間
(3)、物體處于焦點以內
(4)、凹透鏡成像光路
實驗研究凸透鏡的成像規律是:當物距在一倍焦距以內時,得到正立、放大的實像;在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的虛像;在二倍焦距以外時,得到倒立、縮小的虛像。
該實驗就是為了研究否認這個規律。實驗中,有下邊這個表:
物距u像的性質像的位置
正立或倒立放大或縮小實像或虛像與物同側與異側像距v
u>2f倒立縮小虛像異側fu=2f倒立等大虛像異側v=2f此時物體與像的距離是最小的,既4倍焦距。
f2f
u=f不成像
u這就是為了否認那種規律而設計的表格。雖然,透鏡成像滿足透鏡成像公式:
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透鏡焦距)
拍照機運用的就是凸透鏡的成像規律
鏡頭就是一個凸透鏡,要照的景物就是物體,膠卷就是屏幕
照射在物體上的光經過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最后的膠卷上
膠卷上涂有一層對光敏感的物質初中凸透鏡成像規律表格,它在爆光后發生物理變化,物體的像就被記錄在膠片上
至于物距、像距的關系與凸透鏡的成像規律完全一樣
物體緊靠時,像越來越遠,越來越大,最后再同側成實像。
物距減小,像距降低,像變小;物距降低,像距減小,像變大。