透镜成像规律 篇一
透镜作为一种光学器件,在成像过程中遵循着一定的规律,这些规律被称为透镜成像规律。了解透镜成像规律不仅有助于我们理解光学原理,还可以帮助我们更好地利用透镜进行成像。
首先,透镜成像规律中的一个重要概念是物距和像距。物距指的是物体与透镜之间的距离,通常用符号u表示;像距则是像与透镜之间的距离,用符号v表示。在透镜成像规律中,物距和像距之间的关系可以用公式1/f=1/v+1/u来描述,其中f是透镜的焦距。
其次,透镜成像规律还涉及到物体的位置对成像的影响。当物体位于透镜的焦点之外时,透镜将形成实像;而当物体位于焦点之内时,透镜将形成虚像。实像是可以在屏幕上观察到的成像,而虚像则是无法在屏幕上观察到的成像。
此外,根据透镜的类型,成像规律也有所不同。凸透镜和凹透镜是常见的两种透镜类型。对于凸透镜来说,成像规律可以简单地总结为:物距大于焦距时,成像为实像;物距小于焦距时,成像为虚像。而对于凹透镜来说,成像规律则相反:物距大于焦距时,成像为虚像;物距小于焦距时,成像为实像。
总的来说,透镜成像规律是光学学科中的重要内容,掌握这些规律可以帮助我们更好地理解透镜成像的过程。通过实验和计算,我们可以验证透镜成像规律,并应用这些规律进行光学器件的设计和应用。透镜成像规律的深入理解不仅可以为我们的学习提供帮助,还可以为我们在科研和工程领域中的应用提供理论支持。
透镜成像规律 篇二
在日常生活中,我们经常会接触到各种光学器件,其中透镜就是一种常见的器件。了解透镜的成像规律可以帮助我们更好地理解光学现象,并且在实际应用中更好地利用透镜。
透镜的成像规律主要包括物距、像距和焦距之间的关系。物距指的是物体与透镜之间的距离,像距指的是像与透镜之间的距离,焦距则是透镜的焦距。根据透镜成像规律公式1/f=1/v+1/u,我们可以计算出透镜的成像位置和放大率等参数。
另外,透镜成像规律还涉及到透镜的类型对成像的影响。凸透镜和凹透镜是两种常见的透镜类型。对于凸透镜来说,当物体位于焦点之外时,透镜将形成实像;当物体位于焦点之内时,透镜将形成虚像。而对于凹透镜来说,则相反。了解透镜类型对成像的影响,可以帮助我们在实际应用中选择适合的透镜进行成像。
除了理论知识外,实验也是了解透镜成像规律的重要途径。通过实验,我们可以验证透镜成像规律,并观察透镜成像的过程。在实验中,我们可以改变光源的位置、透镜的焦距等参数,来观察透镜成像的变化,从而更加深入地理解透镜成像规律。
总的来说,透镜成像规律是光学学科中的重要内容,掌握这些规律可以帮助我们更好地理解透镜成像的过程,提高我们对光学现象的认识。通过学习透镜成像规律,我们可以更好地应用透镜进行成像,并在科研和工程领域中发挥其作用。
透镜成像规律 篇三
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二焦以外倒实小,我们用作照相机; 一二焦间倒实大,我们用作投影仪; 焦点以内正大虚,我们用作放大镜; 欲想得到等实象,两倍焦距物体放; 焦点之位不成象,点光可变平行光;
成象规律记心间,透镜应用法无边。物近(远),像远(近),像变大(小)。 (4)物进像退,像越退越大,大像总在小像后,同向移动。
(5)一焦分虚实,二焦分大小;虚像同侧正,实像异侧倒;物进像远大,巧记活运用。
三、成像实验
光具座
为了研究各种猜想,人们经常用光具座进行试验
(1)实验时应先调整凸透镜和光屏的高度,使他们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上,以保证烛焰的像能成在光屏的中央。
(2)实验过程中,保持凸透镜位置不变,改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离,观察并记录实验现象。
根据实验作透镜成像光路:
①将蜡烛置于2倍焦距以外,观察现象
②将蜡烛置于2倍焦距和1倍焦距之间,观察现象 ③将蜡烛置于一倍焦距以内,观察现象 ④作凸透镜成像光路
⑤进行重复试验(3-5次,寻找实验的普遍规律)
实验研究凸透镜的成像规律是:当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;(除物距等于焦距时,在此时不成像)在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像。
四、测量焦距
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1、器材
光具座,光屏,刻度尺,凸透镜
2、步骤
①将凸透镜正对太阳
②让光屏与凸透镜在另一侧承接光斑 ③改变光屏与凸透镜间的距离
④当光屏上的光斑最小,最亮时,固定。在白纸与凸透镜的位置,用刻度尺(或利用圆规张角测出凸透镜中心与光斑之间的距离,截取圆规张角间长度)再测量出此时凸透镜中心与光斑之间的距离,此距离即为凸透镜的焦距。
3、注意
1.在阳光下有效,阴雨天气放大镜有可能不能形成光斑! 2.在强光下注意火苗,远离可燃物,以防引发火灾。 3.要使凸透镜,光屏中心和蜡烛焰心在同一直线上。
4、规律记忆 (一)
1.u>2f,倒立缩小的实像 f
2.u=2f, 倒立等大的实像 v=2f 可用来测量凸透镜焦距 简记为:两两倒等实(或物等像等像不变)
3.2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机,幻灯机,投影机 简记为:中外倒大实(或物近像远像变大) 4.u=f 不成像平行光源探照灯
简记为:点上不成像(或物等焦距不成像) 5.u
注:u大于2f简称为远——离凸透镜远一些;u小于2f且大于f简称为近——离凸透镜近一些
(二)
物三像二小实倒物二像三倒大实物与像同侧正大虚
物近像远像变大,物远像近像变小,1倍焦距分虚实,2倍焦距分大小。
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(三)
二环外①,拾到②小相机。 一二环间,拾到大投影。 一环内,打③假④正经⑤。 注解:①二环外:二倍焦距以外
②拾到:拾,实(实像。到,倒(倒立)应用:照相机 ③打:放大 ④假,虚(虚像)
⑤经,放大镜
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透镜成像规律 篇四
(1)当u>2f时,f<v<2f,成倒立、缩小的实像
(2)当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的实像
(3)当f2f,成倒立、放大的实像
(4)当u=f时不能成像
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(5)当u<0)时成正立、放大的虚像
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凹透镜成像
透镜成像规律 篇五
凹透镜成像。成虚像时,若是放大的一定是凸透镜生成的,缩小的一定是凹透镜生成的。
无论是什么透镜生成的虚像一定是正立的
成像规律
凹透镜成像规律:只能生成缩小的正立的虚像。成虚像时,若是放大镜是凸透镜生成的,缩小的一定是凹透镜生成的。
并且凹透镜成像一定是正立的。
凹透镜
凹透镜亦称为负球透镜,镜片的中央薄,周边厚,呈凹形,所以又叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点(凹透镜有两个虚焦点)。
公式
凹透镜成像规律(u为物距,v为像距,f为焦距,与凸透镜一样) 1、对于薄凹透镜:
当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在透镜的同侧;
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以内时,成正立、放大的实像,像与
物在透镜的同侧;
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距时,成像于无穷远;
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内时,成倒立、放大的虚像,像与物在透镜的异侧;
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为两倍焦距时,成与物体同样大小的虚像,像与物在透镜的异侧;
当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外时,成倒立、缩小的虚像,像与物在透镜的异侧。
2、如果是厚的弯月形凹透镜,情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜,厚度更大时还会相当于正透镜。
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应用例题
例1 老奶奶用放大镜看报时,为了看到更大的清晰的像,她常常这样做() A.报与放大镜不动,眼睛离报远些 B.报与眼睛不动,放大镜离报远一些 C.报与放大镜不动,眼睛离报近一些 D.报与眼睛不动,放大镜离报近一些
解析:放大镜是凸透镜,由凸透镜成像实验可以看出,当物体在一倍焦距以内的时候,物距越大,像距越大,像也越大。也可从成像原理得出结论,平行于主轴的光线不变,而随着物体的远离透镜,过光心的光线越来越平缓,所以两条光线的反向延长线交点就离透镜越远,像就越大。也就是在一倍焦距以内的时候,物体离焦点越近,像越大。所以答案为B。
例2 小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜,伸直手臂观看远处的物体,他可以看到物体的像,下面说法中正确的是()
A.射入眼中的光一定是由像发出的 B.像一定是虚像 C.像一定是倒立的 D.像一定是放大的
解析:放大镜是凸透镜,在手拿凸透镜,并伸直了手臂看远处的物体时,物距远大于两倍焦距,所以会成像在手内侧稍大于一倍焦距处。而人的眼睛在一个手臂以外,所以进入人眼的光线肯定是折射光线汇聚成像后再分开的光线,我们看到就好像是从像发出的。这个像肯定是倒立缩小的实像。所以答案是C。而选项A中并非所有进入人眼的光线都是从像发出来的。
二、作为放映机镜头的应用
例3 在农村放映电影,试镜头时,发现屏上的影像小了一点,应当怎样调整放映机()
A.放映机离屏远一些,胶片离镜头远一些 B.放映机离屏远一些,胶片离镜头近一些 C.放映机离屏近一些,胶片离镜头远一些 D.放映机离屏近一些,胶片离镜头近一些
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解析:这是一道凸透镜的应用题,电影放映机镜头(凸透镜)的焦距是不变的,根据凸透镜成像规律,胶片距透镜焦点的距离越近,屏上成的像越大,同时,屏离透镜越远。
凸透镜成像,物体越靠近焦点,成的像越大,此时像离凸透镜越远(实像、虚像都有这个规律)。反过来,物体离凸透镜越远,成的实像越小,像越靠近焦点。凹透镜成像,物体体离凹透镜越远,所成的像越小,像越靠近虚焦点。
从上述分析可知,本题的正确选项为B。
三、作为照相机镜头的应用
例4 某同学拍毕业合影后,想拍一张单身像。摄影师应采取的.方法是()
A.使照相机靠近同学,同时镜头往后缩,离胶片近些
B.使照相机靠近同学,同时镜头往前伸,离胶片远些
C.使照相机远离同学,同时镜头往后缩,离胶片近些
D.使照相机远离同学,同时镜头往前伸,离胶片远些
解析:照相机镜头相当于一个凸透镜。镜头后是暗箱,胶片装在暗箱底部,胶片相当于光屏;当拍完合影后,再拍单身像,像要变大。成像时要使像变大,物距应减小,同时增大像距,即拉长暗箱或使镜头前伸。从上述分析可知,本题的正确选项为B。
例5 用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时()
A.暗箱应略短一些,得到的像会略大些
B.暗箱应略短一些,得到的像会略小些
C.暗箱应略长一些,得到的像会略大些
D.暗箱应略长一些,得到的像会略小些
解析:根据照相机成像原理,当物距减小时,像距变大,要在胶片上得到物体清晰的像,应将暗箱适当缩短一些,同时,胶片上的像将比原来的像略大一些。
本例中,池水中有水时水池底部的物体由于光的折射看起来比实际位置偏高,当把水排掉无水后,池底的物体相对人来说变远了,
如果仍然想在原来的位置用此照相机拍到这个物体清晰的照片,根据凸透镜成实像时,物远像近像变小,可知他应该调整照相机,使镜头后缩,暗箱应略短些.
反之有水时,物体由于光的折射看起来比实际位置偏高,物近像远像变大,使镜头前移,暗箱应略长些,所得的像会略大些.故选C.
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例6 测绘人员绘制地图时,需要在空中的飞机上向地面照相,称为航空摄影,若使用航空摄影照相机的镜头焦距为50mm,则底片到镜头的距离为()
A.10mm之内
B.略小于50mm
C.略大于50mm
D.等于50mm
解析:航空摄影是指在飞机上向地面拍照,由于物体距离凸透镜非常远,可以看成从无限远处入射的光线,它所成的像应当略大于焦距。故本题的正确选项为C。
【评注】解决有关照相机、幻灯机和放大镜应用的问题都离不开凸透镜成像规律。而掌握这些规律的最好方法就是画图,因此,同学们在课下应反复画物体在凸透镜不同位置的成像光路图,在这个基础上熟练掌握知识点分析中所列的表格,再做这种问题就得心应手了。
例7(2014安徽合肥中考)物距OB为u,相距OB'为v,凸透镜焦距为f。请用几何方法求证1/u+1/v=1/f。
解析:详细解析请见本词条推导方法中的几何法。
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