1、凸透镜成像规律及其应用
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 u2、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
3、 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f4、选C.
(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f2f时,凸透镜成倒
5、立缩小实像制成的,此时像距f6、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.
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