探究凸透镜成像的规律时,光屏上得到一个 探究凸透镜成像的规律( 六 )


1.虚像和实像
当物体与镜头的距离大于焦距时,物体就成了倒像 。这个像是蜡烛发出的光在凸透镜上折射会聚形成的,凸透镜是实际光线的会聚点,可以被光幕接受 。这是一个真实的图像 。当物体和镜头之间的距离小于焦距时,物体就变成了放大的图像 。这个像不是实际折射光的会聚点,而是它们相反延长线的交点,光屏接收不到,是虚像 。?
2.u=f是成像真实的分界点 。当物距大于镜头焦距时,物体变成实像,当物距小于镜头焦距时,物体变成虚像;
3.u=2f是成像大小的分界点 。物距大于镜头焦距两倍时,物体变成缩小像,物距小于镜头焦距两倍时,物体变成放大像;
4.凸透镜形成的实像倒置,虚像正立;
5.当凸透镜变成实像时,当物体从远处靠近透镜时(物距减小),像到透镜的距离(像距)逐渐增大,像也逐渐增大 。
即“一个焦距分成虚拟现实,两个焦距分成大小,使近景物体的远像变大”6 。无论是实像还是虚像,放大时像距必须大于物距,缩小时像距必须小于物距 。
二、凸透镜成像定律的应用
1.照相机的原理和结构
相机镜头相当于凸透镜,胶片相当于光屏,外壳相当于暗室 。物体与镜头的距离远大于焦距,从而在胶片上得到一个倒置的、缩小的实像 。此时胶片与镜头的距离在一至两个焦距之间 。光路图如下:
从图中可以看出:
物体AB垂直于主轴放置,并超出双焦距,使A点与主轴平行的两条特殊光线经凸透镜折射后通过焦点,经过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变 。两条折射光线的交点就是A点处的像点A’,由于像点A’b’也垂直于主轴,所以可以得到物体的像点A’b’,可以看出物体被相机倒置缩小 。
思考:拍照时人应该靠近还是远离镜头?
根据凸透镜成像定律,“物体的近像变得比远像大”,所以为了使照片中的人像变大,人要靠近相机,但同时为了在底片上得到清晰的图像,就要放大像距,即调整镜头到胶片的距离 。
2.投影仪的原理和结构
投影仪的结构主要包括:镜头、幻灯片、聚光镜、光源、反射镜 。光源用于照亮载玻片;聚光镜是一组凸透镜,用来聚光,增加幻灯片的亮度;镜子是平面镜,它的作用是将指向幻灯片的光线反射到屏幕上 。幻灯片相当于实验中的蜡烛(物体),天花板相当于光幕,透镜起到凸透镜的作用 。幻灯片到镜头的距离在1-2倍焦距之间,接近焦距,所以可以在屏幕上形成放大的实像,此时的像距大于2倍焦距 。光路图如下:
从图中可以看出:
物体AB垂直于主轴放置,在一至两个焦距之间,两条特殊光线在A点,平行于主轴的光线经凸透镜折射后通过焦点,经过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不变 。两条折射光线的交点就是A点的像点A’,由于像点A’b’也垂直于主轴,所以可以得到物体的像点A’b’,可以看到物体被投影仪倒置放大 。
3、放大镜原理
当物体在透镜的焦距之内时,可以通过透镜看到物体的放大虚像,透镜是放大镜 。光路图如下:
从图中可以看出:
物体AB垂直于主轴放置,在一个焦距内的A点上作两条特殊光线 。平行于主轴的光线被凸透镜折射,通过光心的光线被过聚焦,经过凸透镜折射后传播方向不变 。两条折射光线的交点就是A点处的像点A’,由于像点A’b’也垂直于主轴,所以可以得到物体的像点A’b’,通过放大镜可以看到物体是垂直放大的虚像 。
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