优质解答
凸透镜是重要的光学仪器元件,广泛用于照相机、幻灯机、放大镜、显微镜等方面,它们都是凸透镜成像规律的应用.在初中对“凸透镜成像规律”教学时,是用“实验法”来探究凸透镜成像.假如你作过这
个实验探究后,还可用“作图法”来探究凸透镜成像.这样就可加深相关
印象,深刻理解凸透镜成像规.
关键词：凸透镜成像规律作图法
一、引入光线概念
在几何光学中为了形象表示光的传播方向,建立起光线概念.所谓光线,就是表示光的几何传播方向线.光线是一种几何的抽象,在实际当中不可能得到一条光线.但在光学作图中却是重要的物理型.
二、实像与虚像的区分
像点的集合叫做物体的像.
所谓实像：由物点发出的光经过光学器件直接或经反射、折射后,所有的光均可会聚于一点,该点叫做物点的实像点,所有实像点的集合叫做物体的实像.实像的特点是：实际光线的会聚,倒立,异侧,可成在屏上.
所谓虚像：由物点发出的光经过光学器件反射或折射后的发散光线,反向延长线的交点叫做该物点的虚像点,所有虚像点的集合叫做物体的虚像.虚像的特点是：不是实际光线的会聚,正立,同侧不能成在光屏上.
三、对凸透镜三条非凡光线的理解
1：第一条非凡光线是“跟主轴平行的光线,经凸透镜折射后通过焦点”.如图
2：第二条非凡光线是“通过焦点的光线,经凸透镜折射后跟主轴平行”.如图
3：第三条非凡光线是“通过光心的光线经过透镜后方向不变.如图它是作图时最重要的一条光线.这三条非凡光线只适用于我们要探究的薄透镜,在作图时只要任选其中两条便可.
图图图
四、利用凸透镜的非凡光线作凸透镜成像光路
用主光轴上几何线AB代替物体,以物体上A点成的像A′为例,选取第一和第三条非凡光线,作出以下五种情况的凸透镜成像光路图：
1、物体处于2倍焦距以外.如图
图图
2、物体处于2倍焦距处.如图
3、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间.如图
图图
4、物体处于1倍焦距处.如图
5、物体处于1倍焦距以内.如图
图
五、凸透镜成像规律归纳
通过作图比较可得：当物体与凸透镜的距离大于透镜的一倍焦距时,在凸透镜另一侧成倒立的实像,当物体从较远处逐渐向一倍焦距靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于一倍焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,是虚像.
上述成像规律的数学分析：
当物体AB从较远处向凸透镜的一倍焦距靠近时,从“A”点发出的第一条非凡光线始终不变,而第三条非凡光线绕“O”点沿顺时针方向转动,两条折射光线在透镜另一侧相交,且交点即像点“A′”逐渐向右下方移动,所成的实像和像距都逐渐变大.其中当物体AB刚好处于2倍焦距处时,由数学知识可得,像A′B′也刚好处于2倍焦距处且与物体AB等大；
当物体AB处于1倍焦距处时,由数学知识可知,两条折射光线平行,所以既不成实像也不成虚像.
当物体AB从焦点向凸透镜靠近时,两条折射光线不能相交,反向延长在透镜同侧才能相交,交点即像点“A′”也逐渐向右下方移动,所成虚像和像距都逐渐变小.具体用“表格法”和“图解法”分别归纳如下：
物距
像的性质
像距
应用实例
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f
凸透镜是重要的光学仪器元件,广泛用于照相机、幻灯机、放大镜、显微镜等方面,它们都是凸透镜成像规律的应用.在初中对“凸透镜成像规律”教学时,是用“实验法”来探究凸透镜成像.假如你作过这
个实验探究后,还可用“作图法”来探究凸透镜成像.这样就可加深相关
印象,深刻理解凸透镜成像规.
关键词：凸透镜成像规律作图法
一、引入光线概念
在几何光学中为了形象表示光的传播方向,建立起光线概念.所谓光线,就是表示光的几何传播方向线.光线是一种几何的抽象,在实际当中不可能得到一条光线.但在光学作图中却是重要的物理型.
二、实像与虚像的区分
像点的集合叫做物体的像.
所谓实像：由物点发出的光经过光学器件直接或经反射、折射后,所有的光均可会聚于一点,该点叫做物点的实像点,所有实像点的集合叫做物体的实像.实像的特点是：实际光线的会聚,倒立,异侧,可成在屏上.
所谓虚像：由物点发出的光经过光学器件反射或折射后的发散光线,反向延长线的交点叫做该物点的虚像点,所有虚像点的集合叫做物体的虚像.虚像的特点是：不是实际光线的会聚,正立,同侧不能成在光屏上.
三、对凸透镜三条非凡光线的理解
1：第一条非凡光线是“跟主轴平行的光线,经凸透镜折射后通过焦点”.如图
2：第二条非凡光线是“通过焦点的光线,经凸透镜折射后跟主轴平行”.如图
3：第三条非凡光线是“通过光心的光线经过透镜后方向不变.如图它是作图时最重要的一条光线.这三条非凡光线只适用于我们要探究的薄透镜,在作图时只要任选其中两条便可.
图图图
四、利用凸透镜的非凡光线作凸透镜成像光路
用主光轴上几何线AB代替物体,以物体上A点成的像A′为例,选取第一和第三条非凡光线,作出以下五种情况的凸透镜成像光路图：
1、物体处于2倍焦距以外.如图
图图
2、物体处于2倍焦距处.如图
3、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间.如图
图图
4、物体处于1倍焦距处.如图
5、物体处于1倍焦距以内.如图
图
五、凸透镜成像规律归纳
通过作图比较可得：当物体与凸透镜的距离大于透镜的一倍焦距时,在凸透镜另一侧成倒立的实像,当物体从较远处逐渐向一倍焦距靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于一倍焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,是虚像.
上述成像规律的数学分析：
当物体AB从较远处向凸透镜的一倍焦距靠近时,从“A”点发出的第一条非凡光线始终不变,而第三条非凡光线绕“O”点沿顺时针方向转动,两条折射光线在透镜另一侧相交,且交点即像点“A′”逐渐向右下方移动,所成的实像和像距都逐渐变大.其中当物体AB刚好处于2倍焦距处时,由数学知识可得,像A′B′也刚好处于2倍焦距处且与物体AB等大；
当物体AB处于1倍焦距处时,由数学知识可知,两条折射光线平行,所以既不成实像也不成虚像.
当物体AB从焦点向凸透镜靠近时,两条折射光线不能相交,反向延长在透镜同侧才能相交,交点即像点“A′”也逐渐向右下方移动,所成虚像和像距都逐渐变小.具体用“表格法”和“图解法”分别归纳如下：
物距
像的性质
像距
应用实例
正倒
大小
虚实
u>2f
倒立
缩小
实像
f