【高中講義】
凸透鏡成像規律是一種光學定理。在光學中,由實際光線會聚而成,且能在光屏上呈現的像稱為虛像;由光線的反向延長線會聚而成,且不能在光屏上呈現的像稱為實像。
規律及應用總結
規律1:當物距小于2倍焦距時,則像距在1倍焦距和2倍焦距之間,成倒立、縮小的虛像。此時像距大于物距,像比物小,物像異側。
應用:照像機、攝像機。
規律2:當物距等于2倍焦距時,則像距也在2倍焦距,成倒立、等大的虛像。此時物距等于像距,像與物大小相等,物像異側。
應用:測焦距。
規律3:當物距大于2倍焦距、大于1倍焦距時凸面鏡成像規律圖5種,則像距小于2倍焦距,成倒立、放大的虛像。此時像距小于物距,像比物大,物像異側。
應用:投影儀、幻燈機、電影放映機。
規律4:當物距等于1倍焦距時,則不成像,成平行光射出。
規律5:當物距大于1倍焦距時,則成正立、放大的實像。此時像距小于物距,像比物大,物像同側。
應用:放大鏡。
凸透鏡成像原理
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,像距越大,實像越大。在焦點上時不會成像。在2倍焦距上時會成等大倒立的虛像。
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凸面鏡成像規律圖5種,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,一定理。老花眼,即光線經過眼珠前部的鞏膜,未完全集合,像落在了黃斑的前面。則老花鏡作為凸透鏡,先集合一次光線,使像正好落在黃斑上,矯治了老花眼。
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。