凸透鏡成像原理參考模板

1、凸透鏡求助編輯百科名片   凸透鏡凸透鏡是根據(jù)光的折射原理制成的。凸透鏡是中央較厚，邊緣較薄的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，凸透鏡有會(huì)聚作用故又稱聚光透鏡，較厚的凸透鏡則有望遠(yuǎn)、會(huì)聚等作用，這與透鏡的厚度有關(guān)。目錄凸透鏡詳解 1. 簡介 2. 透鏡成像滿足透鏡成像公式 3. 如何得到成像公式凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別 1. 區(qū)別方法 2. 與凹面鏡的區(qū)別凸透鏡成像 1. 凸透鏡成像原理 2. 透鏡成像規(guī)律表格 3. 凸透鏡成像公式的推導(dǎo)凸透鏡詳解 1. 簡介 2. 透鏡成像滿足透鏡成像公式 3. 如何得到成像公式凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別 1. 區(qū)別方法 2.

2、與凹面鏡的區(qū)別1 / 14凸透鏡成像 1. 凸透鏡成像原理 2. 透鏡成像規(guī)律表格 3. 凸透鏡成像公式的推導(dǎo)展開編輯本段凸透鏡詳解簡介凸透鏡（convex lens） 物距 (u)像距 （v）成像性質(zhì)應(yīng)用u>2ff<v<2f倒立 縮小 實(shí)像 照相機(jī)u=2fv=2f倒立 等大 實(shí)像等大像法測焦距f<u<2fv>2f倒立 放大 實(shí)像幻燈機(jī)、投影儀、放映機(jī)u<fv>u正立 放大 虛像放大鏡u=f不成像不成像平行光測焦距凸透鏡二倍焦距反大小，一倍焦距反倒正、實(shí)虛、兩側(cè)。 將平行光線（如陽光）平行于主光軸（凸透鏡兩個(gè)球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸）射

3、入凸透鏡，光在透鏡的兩面經(jīng)過兩次折射后，集中在軸上的一點(diǎn)，此點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)（記號為F，英文為：focus），凸透鏡在鏡的兩側(cè)各有一實(shí)焦點(diǎn)，如為薄透鏡時(shí)，此兩焦點(diǎn)至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點(diǎn)到透鏡中心的距離，通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小，焦距（記號為：f，英文為：focal length）越短。凸透鏡可用于放大鏡、老花眼及遠(yuǎn)視的人戴的眼鏡、攝影機(jī)、電影放映機(jī)、幻燈機(jī)、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡的透鏡（lens）等。 凸透鏡主軸：通過凸透鏡兩個(gè)球面球心C1.C2的直線叫凸透鏡的主光軸。 光心：凸透鏡的中心O點(diǎn)是透鏡的光心。 焦點(diǎn)：平行于主軸的光線經(jīng)過凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上一點(diǎn)F，這一

4、點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)。 焦距：焦點(diǎn)F到凸透鏡光心O的距離叫焦距，用f表示。 物距：物體到凸透鏡光心的距離稱物距，用u表示。 像距：物體經(jīng)凸透鏡所成的像到凸透鏡光心的距離稱像距，用v表示。 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） 透鏡成像公式（關(guān)于符號的正負(fù)：物距u恒取正值。像距v的正負(fù)由像的實(shí)虛來確定，實(shí)像時(shí)v為正，虛像時(shí)v為負(fù)。凸透鏡的f為正值，凹透鏡的f為負(fù)值。） 公式變形后可以得到f=uv/(u+v) 或u=vf/(v-f)或v=uf/(u-f) 如何得到成像公式光經(jīng)過凸透鏡只在中間（這里的y軸處）發(fā)生一次折射。（雖然字母多了點(diǎn)，最后有用的只有幾個(gè)）圖注：

5、x（紅）軸凸透鏡主光軸y（藍(lán)）軸凸透鏡O光心F焦點(diǎn)f焦距u物距v像距a物體長度紫線通過光心的光線橙線平行光線綠線平行光經(jīng)過焦點(diǎn)把綠線、紫線的直線解析式求出來：綠線，y=(a/f)x+a；紫線，y=(a/u)x下一步就是求出兩交點(diǎn)坐標(biāo)（其實(shí)只用求橫坐標(biāo)v就可以了）y=(a/f)x+a=(a/u)x x/f1=x/u uxuf=fx 其中，x即為v uv-uf=fvuv=vf+uf除以v+u f=uv/(u+f) 編輯本段凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別區(qū)別方法1.觸摸法（中間薄邊緣厚是凹透鏡，中間厚邊緣薄是凸透鏡） 2.聚焦法（射入平行光，會(huì)聚的是凸透鏡，發(fā)散的是凹透鏡） 3.放大法（把透鏡放到字上，看照后

6、的字是放大是凸透鏡，縮小是凹透鏡） 4.搖晃法（將透鏡放在字上，向一側(cè)移動(dòng)，字的方向與透鏡移動(dòng)方向相同的是凹透鏡，相反的是凸透鏡） 與凹面鏡的區(qū)別一、結(jié)構(gòu)不同 凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成； 凹面鏡是由一面是凹面而另一面不透明的鏡體組成 二、成像性質(zhì)不同 凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒；虛、實(shí)；放、縮。起聚光作用 凹面鏡是反射成像 能成倒立的縮小或放大的實(shí)像，也可以成正立放大的虛像。起散光作用透鏡（包括凸透鏡）是使光線透過，使用光線折后成像的儀器，光線遵守折射定律。面鏡（包括凸面鏡）不是使光線透過，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射定律。 凸透鏡與凹透鏡的區(qū)別凸透鏡可以成倒立

7、放大、等大、縮小的實(shí)像或正立放大的虛像?？砂哑叫泄鈺?huì)聚于焦點(diǎn)，也可把焦點(diǎn)發(fā)出的光線折射成平行光。凹面鏡只能成正立放大的虛像，主要用發(fā)散光線。 三、對光的作用不同 凸透鏡主要對光線起會(huì)聚作用 凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用 四、成像不同 凸透鏡能成正立放大虛像、倒立放大實(shí)像、倒立等大實(shí)像、倒立縮小實(shí)像； 凹透鏡只能成正立縮小虛像 五、焦點(diǎn)不同 凸透鏡有實(shí)焦點(diǎn)，有2個(gè)焦點(diǎn) 凹透鏡有虛焦點(diǎn) 編輯本段凸透鏡成像凸透鏡成像原理物體放在焦點(diǎn)之外，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實(shí)像越大。物體放在焦點(diǎn)之內(nèi)，在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越大，像距越大，虛像越大。

8、在焦點(diǎn)上時(shí)不會(huì)成像。 在2倍焦距上時(shí)會(huì)成等大倒立的實(shí)像。 在光學(xué)中，由實(shí)際光線匯聚成的像，稱為實(shí)像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。有經(jīng)驗(yàn)的物理老師，在講述實(shí)像和虛像的區(qū)別時(shí)，往往會(huì)提到這樣一種區(qū)分方法：“實(shí)像都是倒立的，而虛像都是正立的?！彼^“正立”和“倒立”，當(dāng)然是相對于原物體而言。 平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像，都是正立的；而凹面鏡和凸透鏡所成的實(shí)像，以及小孔成像中所成的實(shí)像，無一例外都是倒立的。當(dāng)然，凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像，而它們所成的兩種虛像，同樣是正立的狀態(tài)。 那么人類的眼睛所成的像，是實(shí)像還是虛像呢？我們知道，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，那么外界物體

9、在視網(wǎng)膜上所成的像，一定是實(shí)像。根據(jù)上面的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的。可是我們平?？匆姷娜魏挝矬w，明明是正立的??？這個(gè)與“經(jīng)驗(yàn)規(guī)律”發(fā)生沖突的問題，實(shí)際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗(yàn)的影響。 當(dāng)物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時(shí)，物體成倒立的像，當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成放大的像，這個(gè)像不是實(shí)際折射光線的會(huì)聚點(diǎn)，而是它們的反向延長線的交點(diǎn)，用光屏接收不到，是虛像。可與平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。 在現(xiàn)實(shí)生活中，凸透鏡被廣泛用于老花鏡的制作原理。老花眼，即光線經(jīng)過眼球前

10、部的晶狀體，未完全集合，像落在了視網(wǎng)膜的后面。則老花鏡作為凸透鏡，先集合一次光線，使像恰好落在視網(wǎng)膜上，矯正了老花眼。 凸透鏡當(dāng)物體與透鏡的距離大于焦距時(shí)，物體成倒立的像，這個(gè)像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會(huì)聚而成的，是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，能用光屏承接，是實(shí)像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成正立的虛像。 (1) 二倍焦距以外，倒立縮小實(shí)像； 一倍焦距到二倍焦距，倒立放大實(shí)像； 一倍焦距以內(nèi)，正立放大虛像； 成實(shí)像物和像在凸透鏡異側(cè)，成虛像在凸透鏡同側(cè)。 (2) 一倍焦距分虛實(shí) 兩倍焦距分大小 透鏡成像規(guī)律表格 物體到凸透鏡 的距離u像到透鏡的距離v像的 大小像的 正倒像的 虛實(shí)應(yīng)用 實(shí)例

11、u>2f2f>v>f縮小倒立實(shí)像照相機(jī)u=2fv=2f等大倒立實(shí)像測焦距2f>u>fv>2f放大倒立實(shí)像放映機(jī) 幻燈機(jī) 投影機(jī)u=f無（平行 v無限大）無 無 無 探照燈u<f無放大正立虛像放大鏡利用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(diǎn)以內(nèi) （4）、凹透鏡成像光路 如何測量焦距： 1 公式法： 利用光具座做凸透鏡成實(shí)像的實(shí)驗(yàn)，測量并記錄成像時(shí)的物距u和像距v，根據(jù)透鏡成像公式，計(jì)算出透鏡焦距f，多次測量后取平均值。 2 共軛法：利用光具座固定好光源和光屏位置，測量出它

12、們的間距L。將待測焦距的凸透鏡放在其間，沿主軸移動(dòng)凸透鏡，使光屏上兩次呈現(xiàn)出光源倒立的像。記錄兩次成像時(shí)透鏡的位置，由此求出兩次成像過程中透鏡移動(dòng)的距離d，根據(jù)公式可計(jì)算出凸透鏡焦距f，這個(gè)方法叫共軛法。這是實(shí)驗(yàn)室中常用的測凸透鏡焦距的方法之一。 3 平行光聚焦法：根據(jù)凸透鏡特性，讓平行光（如太陽光）沿主軸方向入射到凸透鏡上，在另一側(cè)與透鏡平行放置一光屏，調(diào)節(jié)光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此時(shí)透鏡與光屏的間距為凸透鏡焦距。這是一種簡便的粗測凸透鏡焦距的方法。 4 遠(yuǎn)物成像法：在實(shí)驗(yàn)室還可以用遠(yuǎn)物成像法代替平行光聚焦法估測凸透鏡焦距，方法與平行光法相似；調(diào)節(jié)光屏的位置，使遠(yuǎn)處的物體（例如教

13、室的窗或窗外的物體）在光屏上成像，光屏與透鏡之間的距離近似為該透鏡的焦距。 利用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(diǎn)以內(nèi) （4）、凹透鏡成像光路 實(shí)驗(yàn)研究凸透鏡的成像規(guī)律是：當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時(shí)，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時(shí)得到倒立、放大的實(shí)像；在二倍焦距以外時(shí)，得到倒立、縮小的實(shí)像。 該實(shí)驗(yàn)就是為了研究證實(shí)這個(gè)規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中，有下面這個(gè)表： 物 距 u 像的性質(zhì) 像的位置 正立或倒立 放大或縮小虛像或?qū)嵪?與物同側(cè)與異側(cè)像距v u>2f 倒立縮小 實(shí)像異側(cè) f<v<2f

14、 u=2f 倒立等大 實(shí)像異側(cè) v=2f 此時(shí)物體與像的距離是最小的，既4倍焦距。 f<u<2f 倒立放大 實(shí)像異側(cè) v>2f u=f 不成像，因?yàn)関=無限大（平行，所以無限大） u<f 這就是為了證實(shí)那個(gè)規(guī)律而設(shè)計(jì)的表格。其實(shí)，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） 照相機(jī)運(yùn)用的就是凸透鏡的成像規(guī)律。鏡頭就是一個(gè)凸透鏡，要照的景物就是物體，膠片就是屏幕。照射在物體上的光經(jīng)過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最后的膠片上，膠片上涂有一層對光敏感的物質(zhì)，它在曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的像就被記錄在膠卷上。至于物距、像距的關(guān)系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣。物體靠近時(shí)，像越來越遠(yuǎn)，越來越大，最后再同側(cè)成虛像。 另外，物在無窮遠(yuǎn)處的時(shí)候，像可以近似地認(rèn)為在焦點(diǎn)。（正因?yàn)檫@樣，傻瓜相機(jī)不用調(diào)焦）物體遠(yuǎn)離凸透鏡時(shí)，像會(huì)靠近凸透鏡，就是說，物往哪個(gè)方向走，像就往哪個(gè)方向走。當(dāng)物從無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)至距離像2F處，則物的移動(dòng)速度比像要快。 凸透鏡成像公式的推導(dǎo)如圖，實(shí)物