初中物理凸透镜成像规律

凸透镜的成像规律以及应用：
物 距（u） 像的性质 像 距( v ) 应用举例
u > 2f倒立、缩小、实像fu = 2f倒立、等大、实像v = 2f ---
f< u<2f倒立、放大、实像v > 2f 幻灯机
u = f不成像/ ---
u < f正立、放大、虚像v > u 放大镜、老花镜

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u-----物距 v------像距 f----焦距
解答：
当u＞2f时 凸透镜成：倒立的、缩小的、实像、2f＞v＞f、能清晰呈现在光屏上、应用于照相机；
当u=2f时，凸透镜成：倒立的、等大的、实像、v=2f、能清晰呈现在光屏上、应用于测透镜焦距

当2f＞u＞f时，凸透镜成：倒立的、放大的、实像、v＞2f、能清晰呈现在光屏上，应用于幻灯机

当u=f时，凸透镜不成像

当u＜f时，凸透镜成：正立的、放大的、虚像、v＞u、像与物在透镜同一侧，不能呈现在光屏上、放大镜、老花镜

凸透镜的成像规律以及应用：
物 距（u） 像的性质 像 距( v ) 应用举例
u > 2f倒立、缩小、实像fu = 2f倒立、等大、实像v = 2f ---
f< u<2f倒立、放大、实像v > 2f 幻灯机
u = f不成像/ ---
u < f正立、放大、虚像v > u 放大镜、老花镜

凸透镜成像是光学中的重要内容,如何理解和运用成像规律是教学中的重点和难点.本文将凸透镜成像规律概括为”
三个成像区\两个特殊点\一个动态特点”,便于理解和记忆;并将常见的几种题型进行小结,以利于快速准确解题.
1\三个成像区
(1)物距
u>2f
时,成倒立缩小的实像，像在1倍焦距和2倍焦距之间.
(2)物距2f>u>f时,成倒立放大的实像，像在2倍焦距以外.
(3)物距
u时,成放大正立虚像，像与物在透镜同侧.
2\两个特殊点
像的性质发生突然变化的两个特殊点:一个是焦点F,另一个是凸透镜二倍焦距处.
焦点:(1)焦点是物体成虚像还是实像的分界点,把物体放在焦点上(u=f)时,不能成像;把物体放在焦点以内(uf)时成实像.(2)无论成实像还是虚像,物体靠近焦点时像变大\像距变大,物体远离焦点时像变小\像距也变小.(3)当物距u<2f时,物体靠近焦点处,物\像间的距离变大;物体远离焦点,物\像间的距离变小.
二倍焦距处:
(1)二倍焦距处是物体成缩小实像还是放大实像的分界点,把物体放在焦距和二倍焦距之间时成放大的实像;把物体放在二倍焦距处时成等大的实像;把物体放在二倍焦距之外时成缩小的实像.(2)物体成实像时,将物体放在二倍焦距处,物\像间的距离最小.(3)物体成实像时,物体靠近二倍焦距处,
物\像间的距离变小;
物体远离二倍焦距处,
物\像间的距离变大.
3\一个动态特点
物体沿凸透镜主轴移动时,物\像移动的方向一致.当物体成实像时,物体靠近透镜移动,则透镜另一侧的像远离透镜;当物体成虚像时,物体靠近透镜移动,则物体同侧的像也靠近透镜.
4\六种基本题型
(1)确定像的特点
例:凸透镜的焦距是15cm.将物体放在主轴上距透镜焦点5cm处,所成的像一定是(
).
A.正立的
B.倒立的
C.放大的
D.虚像
解析:
将物体放在主轴上距透镜焦点5cm处,物距可能f(2)确定焦距范围
例:在关于凸透镜的成像实验中,将物体放在距透镜20cm处,这时得到一个倒立放大的实像,则该凸透镜的焦距的大小的范围为
.
解析:物距u=20cm,物体成倒立放大的实像,应满足f(3)确定物距或像距
例:用照相机给家人照相,人与照相机镜头的距离和底片到照相机镜头的距离分别是(
)
A.大于2f,小于f
B.
大于2f,小于2f\大于f
C.
小于2f\大于f,大于2f
D.
大于f,
大于2f
解析:照相机利用物距u>2f时,凸透镜成倒立缩小实像制成的,此时像距f(4)确定物距或像距变化
例:用一架镜头焦距不变的照相机,给一个人照了一张全身像,再用它给这个人照一张半身像,应该使
(
)
A.
照相机与人的距离增大,暗箱长度缩短
B.
照相机与人的距离增大,暗箱长度伸长
C.
照相机与人的距离减小,暗箱长度缩短
D.
照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长
解析:拍半身像与全身像相比像变大了.凸透镜成实像时,物距变小,像距就增大,像也变大.因此应使照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长,选D.
(5)确定物像间距离变化
例:一凸透镜的焦距为10cm,当物体从距透镜15cm处沿透镜主轴远离,移动到距透镜40cm处的过程中,物体与它的像之间的距离
(
)
A.
逐渐增大
B.
先减小,后增大
C.
逐渐减小
D.
先增大,后减小
解析:物体从距透镜15cm处(f2f)的过程中,先靠近二倍焦距处,物像间距离减小;在二倍焦距处,物像间离距最小;然后远离二倍焦距处,物像间距离增大.因此在整个移动过程中,物体与它的像之间的距离先减小,后增大;选B.
(6)确定像的移动方向
例:一物体从远处向凸透镜的2倍焦距处匀速运动而来,则物体的像(
)
A.与物体的运动方向相同,像距越来越小
B.与物体的运动方向相同,像距越来越大
C.与物体的运动方向相反,像距越来越大
D.与物体的运动方向相反,像距越来越小
解析:根据凸透镜成像的动态特点,像与物体的运动方向相同.
物体从远处向凸透镜的2倍焦距处移动,也就是向靠近焦点方向移动,此时像变大,像距也变大.选B.

凸透镜的成像规律以及应用：
物 距（u） 像的性质 像 距( v ) 应用举例
u > 2f倒立、缩小、实像fu = 2f倒立、等大、实像v = 2f ---
f< u<2f倒立、放大、实像v > 2f 幻灯机
u = f不成像/ ---
u < f正立、放大、虚像v > u 放大镜、老花镜