透镜成像规律图及应用
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一、透镜的分类实物形状主光轴和光心透镜上通过球心的直线CC'叫做主光轴,简称主轴。
对光线作用及光路光线透过透镜折射,折射光线传播方向比入射光光线通过透镜折射后,折射光线传播方向比原入射光二、透镜成像规律及其应用照相机、摄像机强光聚焦手电筒放大镜三、常用解题规律1、调整蜡烛、凸透镜、光屏中心在同一高度,目的是使像成在光屏的中心。
2、判定焦距的方法。
(1)使一束光平行于主光轴射向透镜,调节光屏是屏上出现最小最亮的光斑,则透镜到光屏的距离即为焦距。
(2)若物距等于像距(物像大小相等),则焦距为物距和像距的一半儿。
3、实像必然倒立,且物体离透镜越远,所成像越小。
虚像必然正力,且物体离透镜越远,所成像越大。
4、蜡烛和像谁距透镜远谁大。
5、物和像的移动方向一致。
6、当蜡烛逐渐缩短时,像会上升。
7、遮挡透镜的一部分,像仍然完整,但会变暗。
8、取走光屏仍然能够成像。
9、互换光屏和蜡烛的位置(互换物距和像距仍能成像),但像的大小会发生变化。
光路可逆10、凸透镜可以使像往前移动,用于矫正远视眼。
凹透镜可以使像往后移动,用于矫正近视眼。
11、透镜越厚越鼓,焦距越小,对光的汇聚作用越强,所成的像越小,越靠近透镜。
四、显微镜和望远镜1.显微镜:主要结构:目镜(靠近眼睛的凸透镜)、物镜(靠近被观察物体的凸透镜)、载物片、反光镜等。
原理:物镜相当于投影仪,来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大、倒立的实像;目镜的作用则像一个放大镜,把这个像再放大一次。
经过这两次放大作用,我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。
显微镜最终成倒立、放大的虚像。
2.望远镜:主要结构:目镜(靠近眼睛的凸透镜)、物镜(靠近被观察物体的凸透镜)原理:物镜相当于照相机,使远处的物体在焦点附近成缩小、倒立的实像;目镜的作用相当于一个放大镜。
物镜所成的像离我们的眼睛很近,并且目镜可以放大物象,所以视角就会变得很大。
因为望远镜物镜的直径很大,所以可以会聚更多的光,使得所成的像更加明亮。
凸透镜成像规律五幅图和成像规律表凸透镜可以将光线聚焦,因此在我们的生活中被广泛使用。
对于凸透镜的使用,了解成像规律非常重要,而五幅图和成像规律表可以让我们更好的掌握这一知识。
五幅图是一种直观的展示凸透镜成像规律的方法。
这五幅图分别是物体到凸透镜的距离<焦距、物体到凸透镜的距离=焦距、物体到凸透镜的距离>焦距、物体在焦点处、物体在光轴前方的无限远处。
这五种情况下的成像规律分别是:虚像、实像、倒立、焦距处的无穷大实像、正立缩小无穷远虚像。
五幅图直观明了地展示了凸透镜成像规律,对学习者来说非常有帮助。
为了更好地掌握凸透镜成像规律,我们还可以利用成像规律表。
成像规律表展示了物距、像距、焦距、物高、像高等参数之间的关系,对于计算凸透镜成像规律非常有帮助。
比如,当我们知道物距和焦距时,我们可以利用成像规律表来快速计算像距;当我们知道物高和焦距时,我们可以利用成像规律表来计算像高。
成像规律表可以帮助我们建立起凸透镜成像规律的图像,更加深入地了解凸透镜成像规律。
除了五幅图和成像规律表,我们还可以利用实验来验证凸透镜成像规律。
比如,我们可以将一个物体放在凸透镜的不同位置,并通过观察成像来验证成像规律。
实验可以帮助我们将理论知识变成实践经验,更加深入地了解凸透镜成像规律。
总之,了解凸透镜成像规律非常重要,五幅图和成像规律表可以帮助我们直观、深入地掌握这一知识。
在学习中,我们不仅要掌握理论知识,还要通过实验来验证理论知识,并将理论知识实际应用到生活中。
这样,我们才能更好地理解凸透镜成像规律,并将其应用到实际问题中。
透镜成像规律图及应用
透镜成像规律是高中物理的重点和难点内容.特别是今年调整考试内容和教学要求后,对“利用透镜成像公式进行计算”已不再作要求的情况下,利用成像作图法来理解透镜成像规律,已变得更加重要了.下面是利用作图法画出的凸透镜成像规律图.若能灵活理解和熟练掌握,对我们学好几何光学和搞好高考复习是很有帮助的.
由图分析可得出凸透镜如下几方面的规律:
1、成像规律
12
焦距.
2.几个区域(设物体在透镜左边)
凸透镜右侧:0~F为无像区,不管物体怎么移动,都不可在该区域里成像;F~2F为缩小的实像区;2F~∞为放大的实像区。
凸透镜左侧:F为物体成实像或虚像的分界线;2 F为成放大或缩小实像的分界线。
区域0~F中,典型的应用仪器是放大镜;F ~2F中的应用仪器有幻灯机、投影仪等;F~∞中的应用仪器有照相机、眼睛等。
另外,左侧光心至∞还是虚像区。
3.放大率图线
过左侧焦点F ,作一竖直线作为放大率图线的纵轴。
纵轴左边的光滑曲线表示物体成实像时的放大率图线,右边的光滑曲线表示物体成虚像时的放大率图线。
显然,当物体从∞处向焦点 F 移动时,放大率m 增大,当u>2f 时,m<1,当u=2f 时,m=1,f<u<2f 时,m>1,当物体趋于F 时,m 趋于∞;当物体从焦点F 向光心移动时,放大率又逐渐减小,当物距等0,即物体移至光心时, m=1,但成虚像时总有m>1。
对于凹透镜,也同样可以作出成像规律图如下。
由图可看出,物体通过凹透镜后只能成正立、缩小的虚像,而且像与物在透镜的同侧,像在物体与透镜之间的0~f 的范围内。
当物体向光心移动时,像也向光心移动,但物体移动速度大于像移动的速度,像的放大率也增大,但总有放大率m<1.
下面举例说明上述规律的运用.
例1 一焦距为f 的凸透镜,主轴和水平的x 轴重合.x 轴上有一光点位于透镜的左侧,光点到透镜的距离大于f 而小于2f .若将此透镜沿x 轴向右平移2f 的距离,则在此过程中,光点经透镜所成的像点将:('96全国高考)
(A)一直向右移动 (B)一直向左移动
(C)先向左移动,接着向右移动 (D)先向右移动,接着向左移动 分析:此题是考查透镜成像规律。
由题可知,透镜向右移动时,物距将由小于2f 逐渐变大,最后大于2f ,所以像距将由大于2f 变到小于2f ,故当物距等于2f 时像距也等于2f ,此时物、像间距离最小(等于4f)。
所以,物像间距离应先减小后增大,又因物点不动,所以像先向左移,接着向右移。
(C)正确。
例2 如图,直线为透镜的主光轴,AB=5cm,BC=10cm,当物体位于A 点时,成像在B 点,当物体位于B 点时,成像于C 点.则此为何种透镜?焦距为多少?
分析与解 由前面凸透镜和凹透镜成像规律讨论如下:
1)若透镜位于C 的右边,则由于两次成像均在物体与透镜之间,只可
m M A B C N
能为凹透镜,但又由于物体移动速度小于像的移动速度,不符合凹透镜成像规律,故这种情况不可能。
2)若透镜位于B、C之间,则由第一次成像在物与镜之间可知为凹透镜,但又由于第二次成实像,故不是凹透镜,这种情况也不可能。
3)若透镜位于A、B之间,则因第一次成实像,应为凸透镜,但第二次物体位于B点时,由光路可逆原理知应成实像于A点,故这种情况也应排除。
4)若透镜位于A点左边,因两次成像在物体同侧,且物体在像与镜之间,故只可能为凸透镜,又物体移动速度小于像移速度,符合凸透镜成像规律,满足题意条件。
综上所述,透镜只可能是凸透镜,且位于A点左边。
设透镜距A为xcm,则由成像公式有:
第一次:11
5
1 x x f -
+
=
第二次:
1
5
1
15
1 x x f +
-
+
=
由以上两式解得:x=15cm,f=60cm。