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1、凸透镜成像原理凸透镜 求助编辑百科名片 凸透镜 凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央较厚，边缘较薄的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸等形式，凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜，较厚的凸透镜则有望远、会聚等作用，这与透镜的厚度有关。 目录 凸透镜详解 凸透镜与凹透镜的区别 凸透镜成像 凸透镜详解 凸透镜与凹透镜的区别 凸透镜成像 展开 编辑本段凸透镜详解 简介 凸透镜 物距 (u) u2f u=2f fu2f uf u=f 像距 fv2f vu 不成像 成像性质 倒立 缩小 实像 倒立 等大 实像 倒立 放大 实像 正立 放大 虚像 不成像 应用 照相机 等大像法测焦距 幻灯机、投影仪、放映
2、机 放大镜 平行光测焦距 凸透镜二倍焦距反大小，一倍焦距反倒正、实虚、两侧。 将平行光线平行于主光轴射入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点，凸透镜在镜的两侧各有一实焦点，如为薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。凸透镜球面半径越小，焦距越短。凸透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、幻灯机、显微镜、望远镜的透镜等。 凸透镜 主轴：通过凸透镜两个球面球心C1.C2的直线叫凸透镜的主光轴。 光心：凸透镜的中心O点是透镜的光心。 焦点：平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上
3、一点F，这一点是凸透镜的焦点。 焦距：焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距，用f表示。 物距：物体到凸透镜光心的距离称物距，用u表示。 像距：物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距，用v表示。 透镜成像满足透镜成像公式 1/u(物距)+1/v=1/f 透镜成像公式 公式变形后可以得到f=uv/(u+v) 或u=vf/(v-f)或v=uf/(u-f) 如何得到成像公式 光经过凸透镜只在中间发生一次折射。 图注： x轴凸透镜主光轴 y轴凸透镜 O光心 F焦点 f焦距 u物距 v像距 a物体长度 紫线通过光心的光线 橙线平行光线 绿线平行光经过焦点 把绿线、紫线的直线解析式求出来：绿线，y=(a/
4、f)x+a；紫线，y=(a/u)x 下一步就是求出两交点坐标 y=(a/f)x+a=(a/u)x x/f1=x/u uxuf=fx 其中，x即为v uv-uf=fvuv=vf+uf除以v+u f=uv/(u+f) 编辑本段凸透镜与凹透镜的区别 区别方法 1.触摸法 2.聚焦法 3.放大法 4.摇晃法 与凹面镜的区别 一、结构不同 凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成； 凹面镜是由一面是凹面而另一面不透明的镜体组成 二、成像性质不同 凸透镜是折射成像 成的像可以是 正、倒；虚、实；放、缩。起聚光作用 凹面镜是反射成像 能成倒立的缩小或放大的实像，也可以成正立放大的虚像。起散光作用透镜是使光线透过
5、，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律。面镜不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。 凸透镜与凹透镜的区别 凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凹面镜只能成正立放大的虚像，主要用发散光线。 三、对光的作用不同 凸透镜主要对光线起会聚作用 凹透镜主要对光线起发散作用 四、成像不同 凸透镜能成正立放大虚像、倒立放大实像、倒立等大实像、倒立缩小实像； 凹透镜只能成正立缩小虚像 五、焦点不同 凸透镜有实焦点，有2个焦点 凹透镜有虚焦点 编辑本段凸透镜成像 凸透镜成像原理 物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成
6、倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。在焦点上时不会成像。 在2倍焦距上时会成等大倒立的实像。 在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。 平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透
7、镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。 那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。 当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收
8、不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比。 在现实生活中，凸透镜被广泛用于老花镜的制作原理。老花眼，即光线经过眼球前部的晶状体，未完全集合，像落在了视网膜的后面。则老花镜作为凸透镜，先集合一次光线，使像恰好落在视网膜上，矫正了老花眼。 凸透镜 当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。 (1) 二倍焦距以外，倒立缩小实像； 一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像； 一倍焦距以内，正立放大虚像； 成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。 (2) 一倍焦距分虚
9、实 两倍焦距分大小 透镜成像规律表格 物体到凸透镜 的距离u u2f u=2f 像到透镜的距离v 像的 大小 缩小 等大 像的 正倒 倒立 倒立 像的 虚实 实像 实像 应用 实例 照相机 测焦距 放映机 幻灯机 投影机 探照灯 放大镜 2fvf v=2f 2fuf v2f 放大 倒立 实像 u=f u2f 倒立缩小 实像异侧 fv2f u=2f 倒立等大 实像异侧 v=2f 此时物体与像的距离是最小的，既4倍焦距。 fu2f u=f 不成像，因为v=无限大 uf 这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满足透镜成像公式： 1/u(物距)+1/v=1/f 照相机运用的就是凸透镜的成像
10、规律。镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕。照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上，胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上。至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样。物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。 另外，物在无穷远处的时候，像可以近似地认为在焦点。物体远离凸透镜时，像会靠近凸透镜，就是说，物往哪个方向走，像就往哪个方向走。当物从无穷远处移动至距离像2F处，则物的移动速度比像要快。 凸透镜成像公式的推导 如图，实物AB发出的平行与主光轴的光过焦点F2与过透镜中心的光交与点E 则DE为实像，BO为物距u，DO为像距v 由相似三角形可以得到BO/OD=AB/DE CO/DE=OF2/F2D 又由矩形ABOC可以得到AB=CO 所以OF2/F2D= AB/DE= BO/OD 即f/=u/v uv-uf=vf uv=uf+vf uv/f=u+v v/f=1+v/u 1/f=1/u+1/v 这是正解
