凸透镜基本原理

透镜分凸透镜和凹透镜。凸透镜成像规律就是：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。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。凹透镜对光线起发散作用, 它的成像规律则要复杂得多。

凸透镜成像规律

1. 二倍焦距以外，倒立缩小实像；

一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；

一倍焦距以内，正立放大虚像；

成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧

2. 一倍焦距分虚实

两倍焦距分大小

物近像远像变大

物远像近像变小

物体到透镜的距离u 像的大小 像的正倒 像的虚实 像的位置 像到透镜的距离v 应用实例

u>2f 缩小 倒立 实像 与物异侧 2f>v>f 照相机

u=2f 等大 倒立 实像 与物异侧 v=2f

2f>u>f 放大 倒立 实像 与物异侧 v>2f 幻灯机

u=f —— —— —— —— —— ——

u

为了研究各种猜想，人们经常用光具座进行试验。

蜡烛，凸透镜，光屏应尽量保持在同一条直线上。

（3）凸透镜成像还满足1/v+1/u=1/f

利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：

（1）、物体处于2倍焦距以外

（2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间

（3）、物体处于焦点以内

（4）、凹透镜成像光路 实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。

透镜成像满足透镜成像公式：

1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）

原理应用

镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕

照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上

胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上

区别凸透镜和凹透镜的八种方法

凸透镜与凹透镜可以从以下几个方面加以区别：外形特征、对光线的作用、成像特点及用途等。具体方法如下：

方法一：用手摸，镜子的中央部分比边缘厚的是凸透镜，镜子的中央部分比边缘薄的是凹透镜。

方法二：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，有放大作用的是凸透镜；字变小的是凹透镜。

方法三：隔着镜子观察距镜子较近的书上的字，移动镜子，若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相同，则该镜子是凹透镜；若发现像的移动方向总是与镜子的移动方向相反，则该镜子是凸透镜。

方法四：隔着镜子观察窗外的物体，若能看到上下左右都颠倒的像，这种镜子是凸透镜；若看到像是正立的，这种镜子是凹透镜。

方法五：将点燃的蜡烛放在离透镜适当距离处，在另一侧光屏上能得到倒立实像的是凸透镜；无论怎样调节，在另一侧光屏上不能得到像的是凹透镜。

方法六：让镜子正对太阳光照射，在镜子的另一侧放一张与透镜平行的白色卡片纸，耐心调节镜子与纸之间的距离，能得到一个小亮点的是凸透镜；始终不能获得小亮点的是凹透镜。

方法七：观察阳光通过了两副眼镜在地面上形成的光斑，若形成光斑的中间比四周明亮，则镜子是凸透镜；若形成光斑的中间比四周暗，则镜子是凹透镜。

方法八：近视眼镜，是用凹透镜做成的。老花镜，是用凸透镜做成的。

说明：辨别凸透镜与凹透镜有好多方法，哪种方法好，要视具体情况而定。例如，如果待辨别透镜的中央与边缘的厚薄差异不明显，就不能用“摸”的方法（况且精密光学仪器是不允许直接用手去摸的）；在有太阳光与没有太阳光的场合，所选的方法也不同。总之，一种好方法，应该简便、易行、有效。它是随场合变化而变化的，不宜一概而论。

技巧：当你想要判别两件事物的相同和不同之处时，就需要用比较与对比的方法。比较就是找出事物的相似性，即共同特征。对比是找出事物的不同点。用这种方法来分析事物，能帮助你发现一些平时容易忽略的细节。

方法比知识更重要—介绍几种解答光学问题的方法

二、基本概念：

1、主光轴：过透镜两个球面球心的直线，用CC/表示；

2、光心：同常位于透镜的几何中心；用“O”表示。

3、焦点：平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜后会聚于主光轴上一点，这点叫焦点；用“F”表示。

4、焦距：焦点到光心的距离（通常由于透镜较厚，焦点到透镜的距离约等于焦距）焦距用“f”表示。如下图：

注意：凸透镜和凹透镜都各有两个焦点，凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点；

练习：把一个凸透镜放在太阳与白纸之间，调整透镜与纸间的距离，使白纸上得到一个最小、最亮的光点，这时测得透镜与纸间的距离为6cm。由此可知，该凸透镜的焦距是_______cm。

三、三条特殊光线（要求会画）：

1、过光心的光线经透镜后传播方向不改变，如下图：

2、平行于主光轴的光线，经凸透镜后经过焦点；经凹透镜后向外发散，但其反向延长线必过焦点（所以凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光有发散作用）如下图：

3、经过凸透镜焦点的光线经凸透镜后平行于主光轴；射向异侧焦点的光线经凹透镜后平行于主光轴；如下图：

练习：以下光学仪器或元件中，对光起发散作用的是（ ）

A．潜望镜 B．平面镜 C．凸透镜 D．凹透镜

四、粗略测量凸透镜焦距的方法：使凸透镜正对太阳光（太阳光是平行光，使太阳光平行于凸透镜的主光轴），下面放一张白纸，调节凸透镜到白纸的距离，直到白纸上光斑最小、最亮为止，然后用刻度尺量出凸透镜到白纸上光斑中心的距离就是凸透镜的焦距。

五、辨别凸透镜和凹透镜的方法：

1、用手摸透镜，中间厚、边缘薄的是凸透镜；中间薄、边缘厚的是凹透镜；

2、让透镜正对太阳光，移动透镜，在纸上能的到较小、较亮光斑的为凸透镜，否则为凹透镜；

3、用透镜看字，能让字放大的是凸透镜，字缩小的是凹透镜；

练习：表面至少有一面是 的透明玻璃元件叫透镜,中间 边缘 的透镜叫凸透镜,中间 边缘 的透镜叫凹透镜, 远小于的透镜 叫薄透镜。

未来是极好的。

耐心是成功的必要条件。 物理凸透镜成像原理及归率

目标认知：

学习目标：

1.理解凸透镜的成像规律。

2.能在探究活动中，初步获得提出问题的能力。

3.通过探究活动，体验科学探究的全过程和方法。

4.学习从物理现象中归纳科学规律的方法。

学习重点：

1、理解凸透镜的成像规律；

2、会应用凸透镜的成像规律解决实际问题。

学习难点：

凸透镜成像规律的探究和总结过程。

知识要点梳理：

探究凸透镜成像规律：

实验：从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。

1、调整它们的位置，使三者在同一直线（光具座不用）；

2、调整它们，使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。

凸透镜成像规律：

物距

（u） 像的性质 像 距

(v) 应用

倒正 实虚 放大或缩小

u＞2f 倒立 实像 缩小 f＜v＜2f 照相机

u=2f 倒立 实像 等大 v=2f 特点：实像大小转折点

f＜u＜2f 倒立 实像 放大 v＞2f 幻灯机

u=f 不 成 像 特点：像的虚实转折点

u＜f 正立放大虚像 v＞u 放大镜

规律方法指导:

一、要解决凸透镜成像问题，同学们要弄清以下几个问题：

1.跟主光轴平行的光线，经过凸透镜折射后通过焦点；

2.通过焦点的光线，经凸透镜折射后跟主光轴平行；

3.通过光心的光线，经过凸透镜折射后方向不变。

现在，我们利用这三条光线完成凸透镜成像规律作图，作法：

①画一直线表示主光轴；

②把透镜放在主光轴中央，从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置； 未来是极好的。

耐心是成功的必要条件。 ③物体分别放三个位置（u＜f、f＜u＜2f、u＞2f）；

④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线.；