編者按:凸透鏡成像是初中數(shù)學(xué)中的一個相對稍難的點,好多朋友把握不是挺好。并且,網(wǎng)上關(guān)于這個知識點的解析一抓一大把,所以秒答君本沒準(zhǔn)備再對這個進(jìn)行講解。BUT,據(jù)說有些朋友學(xué)習(xí)這兒的時侯,不是按照光路圖來理解成像規(guī)律,而是拿著表格、口訣死記硬背,秒答君認(rèn)為有必要說幾句了。化學(xué)化學(xué),萬事萬物之根本原理,必有其規(guī)律可循,有其道理可講,不循其規(guī)律,不講其道理凸透鏡成像規(guī)律口訣,死記硬背口訣表格,這不是把數(shù)學(xué)當(dāng)作xxx(此處省略若干字)來學(xué)了嗎?遵守數(shù)學(xué)學(xué)的規(guī)律學(xué)化學(xué),勢必事倍功半,對絕大多數(shù)朋友來說是不可取的。本文通過光路圖講解凸透鏡成虛像的幾種情形,使朋友們理解凸透鏡成像的根本原理,不須要記憶便可應(yīng)對相關(guān)考試題目,并且不易出錯。
打算知識:
高中數(shù)學(xué)研究的透鏡屬于薄透鏡,有一個主光軸,主光軸上有一個光心。通過光心的光傳播方向不變;平行于主光軸的光經(jīng)過凸透鏡后會偏折通過焦點。
以上是課本中的內(nèi)容,另外我們還曉得,光線經(jīng)過透鏡后方向改變的緣由是光發(fā)生了折射,據(jù)此可以推斷出:在凸透鏡成像的現(xiàn)象中,光路也是可逆的。故而,通過焦點的光經(jīng)過凸透鏡后平行于主光軸。
假如那些內(nèi)容你都曉得了,就可以開始明天關(guān)于凸透鏡成像的學(xué)習(xí)了。
第一步,我們先看一張凸透鏡成像的光路圖:
如圖,O為透鏡光心,F(xiàn)為其二焦點,A點發(fā)出的光線AC過焦點F,經(jīng)過凸透鏡后平行于主光軸,AO經(jīng)過透鏡后方向不變,交射線AO于A'。則A的像在A'處,因而,AB的像就在A'B'處。我們要討論的是物距OB、像距OB'、物的大小AB和像的大小A'B'的關(guān)系。
第二步:
我們先看一個特殊位置,當(dāng)OF=FB,即OB=2OF時,
觀察ΔCOF與ΔABF,
∵∠CFO=∠AFB(對內(nèi)角相等)
∠COF=∠ABF=Rt∠
OF=BF
∴RtΔCOF≌RtΔABF
∴AB=OC
∵A'C∥B'O
∴A'B'=CO
∴AB=AB'
即,此時像的大小等于物的大小。
類似地,觀察ΔABO與ΔA'B'O,
易證:OB=OB'
即,此時像距等于物距。
至此,我們得到了一個推論:
當(dāng)物距等于2倍焦距時,物距等于像距,物像同大小。
第三步:
在上面的圖中凸透鏡成像規(guī)律口訣,若AB遠(yuǎn)離透鏡,如圖:
此時,OF