三、凸透鏡成像規律

三、凸透鏡成像規律

症狀：對凸透鏡成像特點記不住。

診斷：沒有感性認識。

處方：做實驗，記口訣。

效果： 能口算相關作業。

1、什麼是凸透鏡

中間厚、邊緣薄的透鏡叫凸透鏡。特點是中間突出。

2、生活中的凸透鏡

照相機的鏡頭，手機鏡頭，電影機、投影儀的鏡頭，放大鏡，爺爺的老花鏡……

3、凸透鏡成像原理

現在，有一AB物體，放在凸透鏡前面： 如果物體AB的頂點發出一條光線，經過凸透鏡，因為介質不同，會發生折射： 物體可以發出無數條光線，我們畫幾條： 有趣的是：這些光線，經凸透鏡折射後，都相交於一點！或者說匯聚於一點，如果此處有一張白紙（光屏），我們會看到一個亮點，我們稱這個點為A的像，A1。

同樣，物體上其它點發出的光線，也會匯聚於一點，這些點就組成了物體AB的完整的像A1B1：

如果把物體放到無窮遠，比如太陽光就近似無窮遠，那會怎麼樣呢？ 很有趣，這些光都匯聚於一主光軸上的一點，我們稱這個點為凸透鏡的焦點F。

由於凸透鏡是對稱的，所以它有兩個對稱的焦點: 更有趣的是：物體發出的光線，有三條很特別： （1）經過凸透鏡中心（我們稱為光心）的光線，折射後方向不變。

（2）平行於主光軸的光線，折射後經過焦點。

（3）經過焦點的光線，折射後平行於主光軸。

這樣，我們就只要畫其中兩條光路，就可以確定A點的像A1！再由A1向主光軸作垂線，交點就是B點的像B1。

我們常用第（1）和第（2）條。因為很容易確定方向。

下面，我們就用這兩條光線來找凸透鏡成像的規律。

4、凸透鏡成像規律

假如物體從很遠處向凸透鏡稱近，我們畫幾個。

很遠，成很小的像，而且是倒立的： 越移近，像越大，移到這個位置，奇蹟出現了： 當物體距離凸透鏡（我們簡稱為物距）為2F時，成的是一個跟物體等大的倒立的像！而且像到凸透鏡的距離（簡稱像距）也是2F，這一點，可以用數學裡的幾何證明。

接著移，像更大： 再移到焦點位置時，奇怪的現象又雙出現了： 兩條光線平行，無法相交！你可以理解為在無限遠處匯聚，我們說，不成像。

過了焦點總可以相交了吧，奇怪的事情又雙叒出現了： 兩條光線漸行漸遠，更沒法相交！

但是，它們的反向延長線卻能相交：

相交的點就是它的像！下且是正立的，還是放大的，由於光線沒有實際相交，這樣的像，我們稱為虛像，就是假的！

那前面那些有實際光線相交的像，我們稱為實像。它是能在白板上（光屏）顯示的。

小強：既然是假的，那虛像有什麼意義？又看不到！

能看到！假如你的眼睛在發散的光線前面，你會認為它們是從物體後面某個點發出來的，你根本搞不清那個點是不是有個物體。這正是放大鏡的原理。照鏡子也一樣。

放在一起，是這樣的：

小強：有點亂。

好吧，我們來梳理一下，對照上面的圖，用一張表總結： 從表中可以清楚地看到兩個關鍵點：F和2F

物距u大於2F，都是縮小的，小於2F都是放大的，2F處是等大的，不管實像虛像。

物距u大於F，都是倒立的，小於F，都是正立的，F處不成像。

而且，倒立的都是實像，正立的都是虛像！包括平面鏡。

這樣，我們就可以總結為：

5、記憶祕籍

2F分大小，F分虛實，虛正實倒。

順便強調一下，焦距通常用f表示。

實戰演練：

凸透鏡的焦距為f=10釐米，請填下表：

6、實驗

除了學校實驗，也可以在家裡做實驗，以加深印象。

方法1：買一個放大鏡，點一支蠟燭，一張白板（泡沫板，紙板）

方法2：借爺爺的老花鏡。

方法3：手機螢幕代替蠟燭。