说说凸透镜成像的规律

2015-11-30 16:55赵宇
关键词:物距虚像光屏

赵宇

生活中人们经常使用照相机、带摄像头的智能手机、投影仪、显微镜等光学仪器,它们的主要部件都是凸透镜,在使用这些光学仪器时,物体到凸透镜的距离不相同,导致成像性质的不同,同样都是凸透镜,为什么物距不同,成像情况就各不相同呢?

凸透镜成像的规律

实验表明:(1)当u>2f时,成倒立、缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距之间,照相机就是利用这一原理工作的;(2)当f

另外,凸透镜成像时。还有两个特殊点:(1)当u=2f时,成倒立、等大的实像,像距也为2f,这一特点常用于判定凸透镜的焦距大小;(2)当u=f时,成平行光射出,不成像,这一特点可用于获取平行光,即把光源放在凸透镜的焦点上,那么,光源发出的光经凸透镜折射后成平行光射出。

为了方便同学们记忆,我们可以把凸透镜的成像规律编成如下的口诀:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小:实像异侧皆倒立,虚像同侧皆正立;成实像时,物近像远像变大(即物体越靠近焦点,像离透镜越远,像也越大)。物远像近像变小。

利用凸透镜成像规律判断凸透镜的焦距范围

利用凸透镜成像的规律,可以判断凸透镜焦距的范围。

例1,实验室备有甲、乙、丙三个凸透镜,某实验小组分别用这三个凸透镜探究凸透镜成像规律,实验时,当蜡烛到透镜的距离都为12cm时,甲、乙、丙三透镜分别成缩小的实像、放大的虚像和放大的实像,则这三个透镜的焦距f、f、f的大小关系为( )。

A.f>f>f

B.f>f>f

C.f>f>f

D.f>f>f

解析:甲凸透镜成缩小的实像,说明物距大于二倍焦距,即12cm>2f,f<6cm;乙凸透镜成放大的虚像,说明物距小于一倍焦距,即12cm乙;丙凸透镜成放大的实像,说明物距大于一倍焦距而小于二倍焦距,f<12cm<2f,则6cm丙<12cm,故f乙项B正确。

答案:B

利用凸透镜成像规律判断像的性质及大小

由凸透镜成像规律可知,物体处在凸透镜前的不同位置,通过凸透镜所成的像不同,在u>f时,物体越靠近凸透镜,所成的实像越大;u

例2,某实验小组用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像规律,他们将蜡烛、凸透镜固定在光具座如图1所示位置,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、____的实像,利用此原理工作的光学仪器有____,接下来他们保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向蜡烛的方向移动,光屏上再次出现了一个倒立、____的实像。

解析:已知凸透镜的焦距是10cm,图中蜡烛处在25cm处,距凸透镜25cm,故u>2f,根据凸透镜成像规律,此时成倒立、缩小的实像,像在一倍焦距和二倍焦距之间,照相机就是利用这一原理工作的:如果保持蜡烛和光屏的位置不动,将凸透镜向蜡烛的方向移动,即减小了蜡烛与凸透镜之间的距离,由凸透镜成像规律可知,在u>f时,物体越靠近凸透镜,所成的实像越大,故此时会在光屏上再次出现一个倒立、放大的实像。

答案:缩小 照相机 放大

责任编辑:程哲

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