细说“凸透镜成像”

一、凸透镜成像原理

凸透镜成像是光的折射现象，原理是凸透镜对光有会聚作用。在凸透镜成实像时，物体上某点发出的光经凸透镜折射后，折射光线相交于一点，该点就是物体上那个点的像点，同样道理，物体上其他点发出的光经凸透镜折射后各自成对应的像点，这些像点共同组成物体完整的像，该像能呈现在光屏上，为实像。如下图所示：

在凸透镜成虚像时，物体上某点发出的光经凸透镜折射后，折射光线不能相交，但折射光线的反向延长线（下图中的虚线）可以相交，交点就是物体上那个点的虚像点，同样道理，物体上其他点发出的光经凸透镜折射后各自成对应的虚像点，这些像点共同组成物体完整的虚像，虚像不能呈现在光屏上，可以用眼睛直接观察。如下图所示：

习题：在凸透镜成实像时，如果用不透明的纸板挡住半个凸透镜，则光屏上的像会（  ）

A、无变化  B、变小 C、变残缺  D、变暗

分析：在成实像时，所有照射到凸透镜上的光都会折射到像点，当用纸板挡住半个透镜时，照射到另一半透镜上的光仍然会折射到像点，所以像的大小及完整性都不会变化，但成像的光少了，所以像会变暗，故选D

二、凸透镜成像实验

实验器材有光具座、焦距已知的凸透镜、蜡烛、光屏和火柴，在实验前要调整器材的高度，使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度（三心等高）。

实验步骤：

1.把蜡烛放在二倍焦距以外，调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像,观察实像的大小和正倒，记下物距u和像距v。

2.把蜡烛放在一倍焦距与二倍焦距之间,重复以上操作,进行观察并记下物距u和相距v.

3.把蜡烛放在一倍焦距以内,调整光屏的位置,看能否在屏上找到像.如果不能,试着观察到蜡烛的像,观察一下是实像还是虚像?并观察像的大小和正倒.记下物距u。

三、凸透镜成像规律

1、物体在二倍焦距以外时：成倒立、缩小的实像，像成在一倍焦距与二倍焦距之间，实例是照相机。当物体靠近透镜时，像远离透镜，像会变大，但仍比物体小。像移动的距离比物移动的距离小，像移动的速度比物移动的速度小，在整个过程中像距始终小于物距。

照相机：

练习：摄影师给小明照了一张全身像后，在照半身像之前要将相机_______（填“靠近”或“远离”）小明一些，并使镜头与底片之间的距离________（“增加”或“减少”）一些。

答案：靠近    增加

2、物体在二倍焦距处时：成倒立、等大的实像，像成在二倍焦距处。像与物的间距为四倍焦距（4f），该间距为凸透镜成实像时的物像最小间距。

上图中，物体在二倍焦距处，像也在二倍焦距处，具体数据：焦距61，物距122，像距122，物像间距244。我们可以对比下边的两张图，发现不论物体在二倍焦距外还是在二倍焦距内，物像间距都比244要大。

练习：小明在做凸透镜成像实验时，先将点燃的蜡烛和光屏相距40cm固定在光具座上，当他把一个凸透镜放在蜡烛与光屏的正中间时，光屏上恰好出现清晰的像，则该像为____立、_______的_____像，他选用的凸透镜焦距为______cm。

答案：倒  等大  实  10

3、物体在一倍焦距与二倍焦距之间时：成倒立、放大的实像，像成在二倍焦距以外，实例是投影仪、幻灯机、电影机。当物体靠近透镜时，像远离透镜，像会变大。像移动的距离比物移动的距离大，像移动的速度比物移动的速度大，在整个过程中像距始终大于物距。

投影仪：

幻灯机：

电影机：

练习：老师在用投影仪上课时，要想让幕布上的字大一些，应该使凸透镜_______（填“靠近”或“远离”）投影片一些，并使投影仪与幕布之间的距离________（“增加”或“减少”）一些。

答案：靠近  增加

4、物体在焦点处时：我们发现折射光线是平行的，不能相交，所以不成像。

练习：小明用放大镜观察物体，他慢慢使放大镜远离物体，当恰好看不到物体正立的像时，用刻度尺测出物体到透镜光心的距离即为该凸透镜的_______。

答案：焦距

5、物体在一倍焦距以内时：成正立、放大的虚像，像成在物体的同侧，实例是放大镜。当物体靠近透镜时，像靠近透镜，且像会变小，但仍比物体大。像移动的距离比物移动的距离大，像移动的速度比物移动的速度大，在整个过程中像距始终大于物距。

放大镜：

练习：小明在用放大镜观察物体时，如果想让看到的像更大一些，他应将放大镜离物体______（“近”或“远”）一些。

答案：远