初中物理凸透镜成像原理及规率 凸透镜成像原理
凸透镜成像原理 初中物理凸透镜成像原理及规率凸透镜成像规律较多,大部分学生完全靠死记硬背来对付考试。事实上,理解其原理的话,根本无需死记硬背。理科每一个知识点,在完全理解的基础上,自然就记住了,而且运用起来更加灵活自如。
凸透镜是人们制造的一种仪器,它的主要特点是可以将平行光汇聚于一点,可参见前文《初中物理 透镜为什么能聚光或者散光》。反之亦然,即,放在焦点处的点光源,经凸透镜折射后变为平行光,这称为光路可逆原理。凸透镜可成实像,也能成虚像,可参见前文《初中物理 实像和虚像》。
在学习凸透镜成像规律时,我们掌握好2个分界点,3个分段长,其规律自然显现,如下所述:
2个分界点:
指物体距离凸透镜恰好在1倍焦距和2倍焦距处。
物体位于1倍焦距处,如下图:
物体上任意一点均为一个点光源,其发出的光经过凸透镜后变成平行光,因此不能成像。这一原理可用于制造平行光手电筒。
物体位于2倍焦距处,如下图:
我们需要探寻的是像AB的位置和大小,这本质上是一道数学题:已知AB、OO、AB均⊥ AA,BO∥AA,且AO=2FO,求证△ABO≌△ABO。
易知BO=2 FO,故FO是△BBO的中位线,可知FO=FB, 故△FOO≌△FAB,故FO=FA,即AO=AO,全等易证。
可见,此时物与像关于O点成中心对称,所以像是倒立等大等距的。此性质可用于测量凸透镜焦距。
3个分段长:
指物体所在位置被2个分界点分割为3段。
当物体位于2倍焦距之外时,如下图:
这本质上仍然是一个数学问题,根据相似三角形对应边成比例,有BO:OF>2,故BB:OB>2,即BO>OB,AB>AB,这表明像比物小。因ABOO是矩形,故OO>AB,即OF>FA,这表明像位于1倍焦距外2倍焦距内,且为倒立。此性质可用于制造照相机。
当物体位于1倍焦距之外2倍焦距之内时,根据光路可逆原理,将上图中的像物位置互换,即可得到结论:像位于2倍焦距外,倒立放大。此性质可用于制造投影机。
当物体位于1倍焦距内时,如下图:
易知此时成正立放大的虚像。此性质可用于制造放大镜。
事实上,凸透镜成像规律可以总结为1个公式:物距的倒数与像距的倒数之和等于焦距的倒数,即1/u+1/v=1/f。初中阶段不要求掌握此公式,故不再赘述,有兴趣的话可以自行专研,初中阶段的几何知识足够推导出此公式了。
掌握好2个分界点,3个分段长,凸透镜成像规律不必死背,同时还锻炼了自己的几何能力,何乐不为呢?
凸透镜成像原理 凸透镜成像规律
凸透镜是根据光的折射原理制成的,中央较厚,边缘较薄。
它的成像原理是:物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。在2倍焦距上时会成等大倒立的实像。物体放在焦点之内,在凸透镜同侧成正立放大的虚像。物距越大,像距越大,虚像越大。在焦点上不会成像。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。相对原物体而言,实像都是倒立的,而虚像都是正立的。
凸透镜成像原理 凸透镜的成像原理是什么
凸透镜成像原理是:物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。在2倍焦距上时会成等大倒立的实像。物体放在焦点之内,在凸透镜同侧成正立放大的虚像。物距越大,像距越大,虚像越大。在焦点上不会成像。
将平行光线(如阳光)平行于主光轴(凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴)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(记号为F),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。
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。
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。相对原物体而言,实像都是倒立的,而虚像都是正立的。
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