物体成像知多少

李晓龙

摘 要：介绍了小孔成像的原理、特点和应用；平面镜成像的原理、特点和应用；凸透镜成像的原理、特点和应用。

关键词：小孔成像；平面镜成像；凸透镜成像

初中物理光学部分中物体的成像问题，主要包括小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像三类，由于它们的成像原理、成像特点以及应用各不相同，所以学习完这部分内容之后，学生感觉特别混乱，在多年的教学活动中，笔者梳理了以下几点：

一、小孔成像

小孔成像是由于光的直线传播形成的，所成像为倒立实像，改变物体或光屏到孔的距离，可改变像的大小。当物体到孔的距离不变时，光屏到孔的距离越近，成的像越小。当光屏与孔的距离不变时，物体越远离孔，成的像越小，而且所有的像都是倒立的。如图1所示。

当然要成像，对小孔的大小有一定的要求，如果孔太大则不会出现成像现象，光屏上呈现的是物体的影子。如果孔太小则在光屏上出现明暗相间的花纹，这是光的衍射现象。而且小孔不一定是圆的，如：夏天，我们躺在树荫下乘凉，就会看到很多圓形的光斑，这是太阳通过树叶的缝隙，经过小孔成像原理形成的太阳的像。

二、平面镜成像

平面镜成像的成像原理为光的反射，物体不论在平面镜前任何地方，都成正立、等大的虚像。像与物的连线跟镜面垂直，像与物到镜面的距离相等，即像与物跟镜面完全对称。如图所示。对于平面镜的成像光路图，我们可以用平面镜成像特点和光的反射定律两种方法作出。两种方法学生都要熟练掌握。

三、凸透镜成像

凸透镜成像的原理为光的折射，其规律完全可以利用三条特殊光线中的两条（过光心和平行于主光轴的两条光线），找出对应物点的像点，作出物体的像，方法是过物体上的一点，画出三条特殊光线中的两条，然后找到光线通过凸透镜后折射光线的交点，或者折射光线的反向延长线的交点，就是物体上该点的像点。再根据物体与主光轴的垂直关系，画出像也与主光轴垂直，就可以画出虚实像。实际折射光线的汇聚点所成的像为实像，实际折射光线的反向延长线的汇聚点为虚像。具体在u2F五种情况下分别作出成像光路图，为了便于理解和找到规律，我们可以把五种情况综合在一起作图，平行于主光轴的入射光线和折射光线是不变的，通过光心的光线随物距的变化而变化，因而成像的大小、虚实、倒正立也发生变化。如图3所示：

这种方法对学生的要求较高，在做实验之后，分别作出五种情况下的单个光路图，教师通过分析、引导学生总结，概括在一个图上，作为强化知识的一种补充，一种拓宽，当然也有利于学生很好地找到凸透镜成像的规律。

根据上面的成像光路图，我们可以通过列表得到下面的特点及应用：

可以简单总结为口诀

口诀一：凸透镜成像，远缩小近放大（远处的物体成缩小的像，近处的物体成放大的像）

口诀二：物近像远大，物远像近小（物体越近的，成像较远，而且像是放大的，反之亦然）

口诀三：物远成实像，倒立先缩小后放大；物近成虚像，正立虚像放大（成实像时，像是倒立的，先是缩小的再是放大的；成虚像时，像是正立的、放大的虚像）

总之，初中物理的这三种成像，只有通过这样比较，才能准确掌握各自的成像原理、特点和应用。也只有这样进行梳理，才能使知识系统化、网络化。

编辑 张珍珍