說(shuō)說(shuō)凸透鏡成像的規(guī)律

趙宇

生活中人們經(jīng)常使用照相機(jī)、帶攝像頭的智能手機(jī)、投影儀、顯微鏡等光學(xué)儀器，它們的主要部件都是凸透鏡，在使用這些光學(xué)儀器時(shí)，物體到凸透鏡的距離不相同，導(dǎo)致成像性質(zhì)的不同，同樣都是凸透鏡，為什么物距不同，成像情況就各不相同呢？

凸透鏡成像的規(guī)律

實(shí)驗(yàn)表明：（1）當(dāng)u>2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像在一倍焦距和二倍焦距之間，照相機(jī)就是利用這一原理工作的；（2）當(dāng)f

另外，凸透鏡成像時(shí)。還有兩個(gè)特殊點(diǎn)：（1）當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，像距也為2f，這一特點(diǎn)常用于判定凸透鏡的焦距大?。唬?）當(dāng)u=f時(shí)，成平行光射出，不成像，這一特點(diǎn)可用于獲取平行光，即把光源放在凸透鏡的焦點(diǎn)上，那么，光源發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡折射后成平行光射出。

為了方便同學(xué)們記憶，我們可以把凸透鏡的成像規(guī)律編成如下的口訣：一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大?。簩?shí)像異側(cè)皆倒立，虛像同側(cè)皆正立；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大（即物體越靠近焦點(diǎn)，像離透鏡越遠(yuǎn)，像也越大）。物遠(yuǎn)像近像變小。

利用凸透鏡成像規(guī)律判斷凸透鏡的焦距范圍

利用凸透鏡成像的規(guī)律，可以判斷凸透鏡焦距的范圍。

例1，實(shí)驗(yàn)室備有甲、乙、丙三個(gè)凸透鏡，某實(shí)驗(yàn)小組分別用這三個(gè)凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律，實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)蠟燭到透鏡的距離都為12cm時(shí)，甲、乙、丙三透鏡分別成縮小的實(shí)像、放大的虛像和放大的實(shí)像，則這三個(gè)透鏡的焦距f_甲、f_乙、f_丙的大小關(guān)系為（ ）。

A.f_甲>f_乙>f_丙

B.f_乙>f_丙>f_甲

C.f_乙>f_甲>f_丙

D.f_丙>f_乙>f_甲

解析：甲凸透鏡成縮小的實(shí)像，說(shuō)明物距大于二倍焦距，即12cm>2f_甲，f_甲<6cm；乙凸透鏡成放大的虛像，說(shuō)明物距小于一倍焦距，即12cm乙；丙凸透鏡成放大的實(shí)像，說(shuō)明物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，f_丙<12cm<2f_丙，則6cm丙<12cm，故f_甲丙乙項(xiàng)B正確。

答案：B

利用凸透鏡成像規(guī)律判斷像的性質(zhì)及大小

由凸透鏡成像規(guī)律可知，物體處在凸透鏡前的不同位置，通過(guò)凸透鏡所成的像不同，在u>f時(shí)，物體越靠近凸透鏡，所成的實(shí)像越大；u

例2，某實(shí)驗(yàn)小組用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規(guī)律，他們將蠟燭、凸透鏡固定在光具座如圖1所示位置，移動(dòng)光屏后得到燭焰清晰、完整的像，該像是倒立、____的實(shí)像，利用此原理工作的光學(xué)儀器有____，接下來(lái)他們保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng)，將凸透鏡向蠟燭的方向移動(dòng)，光屏上再次出現(xiàn)了一個(gè)倒立、____的實(shí)像。

解析：已知凸透鏡的焦距是10cm，圖中蠟燭處在25cm處，距凸透鏡25cm，故u>2f，根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，此時(shí)成倒立、縮小的實(shí)像，像在一倍焦距和二倍焦距之間，照相機(jī)就是利用這一原理工作的：如果保持蠟燭和光屏的位置不動(dòng)，將凸透鏡向蠟燭的方向移動(dòng)，即減小了蠟燭與凸透鏡之間的距離，由凸透鏡成像規(guī)律可知，在u>f時(shí)，物體越靠近凸透鏡，所成的實(shí)像越大，故此時(shí)會(huì)在光屏上再次出現(xiàn)一個(gè)倒立、放大的實(shí)像。

答案：縮小 照相機(jī) 放大

責(zé)任編輯：程哲