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透镜成像的3种状态(透镜成像用什么原理)

来源:原点资讯(m.360kss.com)时间:2023-05-31 21:52:26作者:YD166手机阅读>>

透镜成像知识考点千变万化,题型多样,真正理解及归纳后,核心内容也就两条:

1、作图考核: 过心线/基准线

2、规律考核: 虚同实反 (凹、凸透镜皆适用) ,具体为:

1)透镜成虚像时, 物距同像距变化趋势相同。(备注:凹透镜、凸透镜与平面镜成虚像时,像距同物距变化趋势相同,三者归于一类,易于记忆)。

2) 透镜成实像时 ,物距同像距变化趋势相反;

3)像与像距的关系:为凹透镜时,像与像距变化趋势相反;凸透镜时,像与像距变化趋势相同。

正确理解上述内容需先弄清以下概念:

1)像的变化趋势与像的大小概念:需明确两者是完全不同的概念,像变得越来越大,是一种变化趋势,是变大的趋势,此时并不能说像是成放大的像,就比方说放大镜成放大虚像,但放大镜与物体靠近过程中,像是变得越来越小,像变化的趋势是变小的,但像无论如何变小,像与原物体比较最终还是成放大的像。近视镜成缩小虚像,近视镜靠近物体时,像是越来越大,但怎么变大,像与原物比较最终也是成缩小的像。

2)像的变化趋势 :像的变化趋势由像距决定,像距变化时,由于凹透镜与凸透镜对光线的发散与会聚作用不同,像的变化规律恰好相反:即:凹透镜成像时,像距增大时,像变小,像距减小时,像变大凸透镜成像时,像距增大时,像变大,像距减小时,像变小

3)像的变化结果:像是成放大的像还是成缩小的像,主要看成像系数K,K=(像距/物距),k>1,成放大像,K=1成等大像,K<1成缩小像。

另外进一步深入理解时,重点关注以下内容:

1、趋势图解:了解成像整个过程:当物距变化时,像距如何变化以及像为实像与虚像的成因。

2、成像本质:从成像关系推导,了解透镜成像的本质,为什么透镜成像规律是这样的?

3、抛砖引玉: 对比记忆,与平面镜成虚像比较,能更好记忆放大镜及近视镜成虚像特点。因为三者成虚像的变化规律一样,都是“像距与物距变化趋势相同,只是成像大小与位置关系不同而已。

一、趋势图解:

透镜成像的3种状态,透镜成像用什么原理(1)

规律一:凸透镜成实像时:物距与像距变化趋势相反,1f内不成实像

透镜成像的3种状态,透镜成像用什么原理(2)

规律二:凸透镜成虚像时:物距与像距变化趋势相同

透镜成像的3种状态,透镜成像用什么原理(3)

规律三:凹透镜成虚像时,物距与像距变化趋势相同。

上面三图包含透镜成像时所有状态,从具体作图过程中,可清晰发现:

1、由于入射光线经折射后两相交线决定一个像点,找到物体顶点的像,就可找到物体成像的规律: 因此只需分析顶点发出的两条入射光线即可,处于透镜不同位置处的物体,其顶点处发出的平行光折射后存在共性:平行入射光线经凸透镜折射后一定过焦点,经凹透镜折射后折射线的反向延长线一定过焦点 上述光线以下简称为“平焦线”),因此平焦线作为共性线,在作图中可作为基准线!但不是成像的决定因素线。

2、“平焦线”除外,只需再找一条特殊线,即物体顶点通过透镜 O的入射光线,简称:过心线, 经上面图解发现,过心线与平焦线交点即为像点。

通过上述图解,易得出如下规律:

1)透镜成实像时,像与物分布在透镜两侧,像距与物距变化趋势相反,即物距增大时像距减小,物距减小时像距增大。

2)透成虚像时,像与物分布在透镜同侧,像距与物距变化趋势相同,即物距增大时像距增大,物距减小时像距减小。平面镜成虚像时也是物距增大时像距增大,物距减小时像距减小,两者成虚像时,像距与物距变化趋势相同,只是凸透镜成虚像时,像距总是大于物距 ,因此总是成放大的虚像,凹透镜成虚像时,像距总是小于物距 ,总时成缩小的虚像,而平面镜成等大的虚像。

再次强调:所有成虚像的共性都是:像距与物距变化趋势相同,举例说明:看书上的文字时,用近视眼镜与放大镜看时,(在成像的前提下,因为放大镜只在1倍焦距内成虚像)当放大镜片远离文字时,即物距变大,由于像距与物距变化趋势相同,因此像距变大,像也在不断变大。而近视镜靠近文字时,物距减小,由于像距与物距变化趋势相同,像距也减小,像距减小,由于凹透镜对光线起发散作用,由于像距减小时,像一直在变大,但无论如何变大,其像也总是小于物体的,始终是成缩小的像。像变大与变小与像是成放大的像还是成缩小的像本质上是两回事。

因此上述所有规律,最终精简归纳为:

实反虚同:即透镜成实像时物距与像距变化趋势相反,成虚像时物距与像距变化趋势相同。(另外需注意的是:像与像距的关系:凹透镜像的变化与像距变化趋势相反,凸透镜时像与像距变化趋势相同)

二、成像本质分析

以下为透镜成像本质及原理的分析:

(一)、凹透镜为什么总是成缩小倒立的虚像?

透镜成像的3种状态,透镜成像用什么原理(4)

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