物理凸透镜成像规律

要有3区2点2规律

巧记凸透镜成像规律山东德州宁津县刘营伍中学 商玉芹　　在探究凸透镜成像规律时，我常教给学生采用分区法识记这一规律。方法如下：

　　1．画定一直尺

　　2．在直尺上画出点O，为光心，在O点画一凸透镜。在凸透镜两侧标出一倍焦距点f、二倍焦距点2f。

　　3．分区，（如图），在凸透镜的左右两侧分成三区O──f为一区，f──2f为二区，2f以外为三区。

　　4．规律：

　　物在无穷远时，聚焦点。

　　物三（区）像二（区）小实倒；

　　物二（区）像三（区）倒大实；

　　物一（区）像同侧正大虚；

　　2F点是成放大缩小像的分界点

　　F点是成实像虚像的分界点。

　　在应用和记忆时我们采用标尺：

　　以物体在凸透镜的左侧为例，“物在无穷远时，聚焦点”是说物体在左侧无穷远时，成像在右侧一倍焦点。“物三（区）像二（区）倒小实”，物体在左侧三区时，成像在右侧二区，特点是，倒立的、缩小的、实像。“物二（区）像三（区）倒大实”物体在二区时，成像在右侧三区，特点是，倒立的、缩小的、实像。“物一（区）像同侧正大虚”物体在左侧一区时，成像在凸透镜的同侧，特点是，正立的、放大的、虚像。

　　反之，物体在凸透镜的右侧时，也同样成立。

　　例1、把凸透镜对准太阳光，可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑，若将一物体放在此透镜主光轴上距透镜30cm处，则在透镜另一侧可得到一个（　　）

　　A．倒立 放大的实像　　B．倒立缩小的实像　　C．正立 放大的虚像　　D．正立 缩小的虚像

　　分析：由题意可以知道凸透镜的焦距为10cm，“把物体放在此透镜主光轴距透镜30cm，”得知物体在三区，由规律“物三像二小实倒”，成像在二区小实倒，答案应B。

　　例2、在做凸透镜成像实验时，小明将蜡烛放在离凸透镜24cm处，光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，则此凸透镜的焦距可能是（ ）

　　A．10cm B．12cm C．20cm D．48cm

　　分析：“在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像，”这一特征为二区像的特征“倒小实”。由我们总结的规律“物三像二倒小实”因此物体在三区。U>2f，物距为24cm，即24cm>2f，f<12cm。

　　答案：A

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u＞2f，f＜V＜2f，成倒立、缩小的实像。 u=2f，V=2f，成倒立、等大的实像。 f<u<2f，V>2f，成倒立、放大的实像。 u＜f，成正立、放大的虚像。 f是实像和虚像的分界点，2f是放大和缩小像的分界点。 物距大于像距，成缩小的像，物距小于像距，成放大的像。 物距越小，像距越大，像越大。

3区——1区：小于焦距区域、2区：焦距到2倍焦距区域、3区：大于2倍焦距区域 物距在1区，正立放大虚——物像同侧，像距大于物距； 物距在2区，倒立放大实——物像异侧，像距在3区； 物距在3区，倒立缩小实——物像异侧，像距在2区。 2点——焦点、2倍焦点——焦点分虚实，2倍分大小 2规律——成实像规律：物近像远像变大，物远像近像变小 成虚像规律：物远像远像变大，物近像近像变小 仅供参考！

答：b

解：凸透镜的焦距f=15cm，两倍焦距2f=30cm。

物体在距离凸透镜焦点5cm处，有两种情况：

①物体在焦点外距焦点5cm处，物距u=15cm+5cm=20cm，

2f＞u＞f，成倒立放大的实像。

②物体在焦点内距焦点5cm处，物距u=15cm－5cm=10cm，

u＜f，成正立放大的虚像。

所以物体在距焦点5cm处，成的像一定是放大的。

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<f 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(u<f)时成虚像;把物体放在焦点以外(u>f)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<u<2f,成倒立放大的实像;也可能u<f,成正立放大的虚像;因此,所成的像一定是放大的,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f<u<2f,即满足:20cm<2f和f<20cm,解得:10cm<f<20cm. (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<v<2f.选C. (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(f<u<2f)移动到距透镜40cm处(u>2f)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.