我們透過同一個凸透鏡觀察同一個物體,當物距發(fā)生改變時,就會得到不同的像,即凸透鏡成像與物距有關。
凸透鏡成放大的像,縮小的像或等大的像跟物距有什么關系呢?首先,我們利用蠟燭、凸透鏡、光屏等器材,通過不斷調節(jié)其相對位置,在光屏上接收到一次放大的像,一次縮小的像和一次等大的像,并把此時的物距記錄下來。如圖,我們以二倍焦距為分界點,把物距分為二段。
從圖可知:2f是放大和縮小的像的分界點,物距大于2f時成縮小的像;物距等于2f時成等大的像;物距小于2f時成放大的像(除去物距=f時不成像)。
然后,我們又來探究凸透鏡成虛實像(或正倒立像)時與物距的關系,不斷調節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置,在光屏上接收到一次正立的像,一次倒立的像和一個與凸透鏡大小相等的圓形光斑,并把此時的物距記錄下來。如圖,我們以一倍焦距為分界點,把物距分為二段。
從圖可知:f是正立像和倒立像的分界點,物距大于f時成倒立的像;物距等于f時不成像;物距小于f時成正立的像。
在凸透鏡成像中,凡是正立的像是虛像,凡是倒立的像是實像。所以,f也是虛像和實像的分界點,物距大于f時是實像;物距等于f時不成像;物距小于f時是虛像。
最后,我們來探究凸透鏡所起作用與物距的關系,不斷調節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置。如圖所示,分別以二倍焦距和二倍焦距為分界點,把物距分為三段。
我們知道,當物距發(fā)生變化時,凸透鏡所起的作用也發(fā)生變化。在初中階段,我們只要求學生掌握照相機、投影儀(幻燈機)、放大鏡成像的原理。
如圖,2f是投影儀(幻燈機)和照相機的分界點,物距大于2f時,凸透鏡起照相機的作用;物距小于2f而大于f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用。
f是投影儀(幻燈機)和放大鏡的分界點,物距大于f而小于2f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用;物距小于f時,凸透鏡起放大鏡的作用。
把以上三個圖綜合起來,則如圖:
因此,我們應用交并集概念可得出結論:
當物距>2f時,凸透鏡起照相機的作用,成倒立縮小的實像;當2f>物距>f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用,成倒立放大的實像;當物距<f時,凸透鏡起放大鏡的作用,成正立放大的虛像。
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球面鏡成像
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