凸透镜成像原理(初中物理凸透镜成像原理及规律)凸透镜成像的规律很多,大部分学生靠死记硬背来应付考试 。事实上,如果你理解它的原理,你根本不需要记住它 。在充分理解的基础上,自然会记住科学的每一个知识点,使用起来也会更加灵活 。
凸透镜是人制造的一种仪器 。它的主要特点是可以将平行光汇聚在一点 。请参考上一篇文章中的“为什么初中物理镜头可以聚光或散射光” 。反之亦然,即置于焦点处的点光源经凸透镜折射后变成平行光,称为光路可逆性原理 。凸透镜可以是实像,也可以是虚像 。初中请参考实物实像和虚像 。
在研究凸透镜的成像规律时,我们对“2个截止点,3段长”有很好的把握,其规律自然会呈现如下:
一、两个分界点:
这意味着物体离凸透镜只有1倍焦距和2倍焦距 。
1.物体位于1倍焦距处,如下图所示:
文章插图
【初中物理凸透镜成像原理及规率 凸透镜成像原理】
世界上的任何一点都是点光源,它发出的光经过凸透镜后变成平行光,所以不能成像 。这个原理可以用来制造平行手电筒 。
2.物体位于两倍焦距处,如下图所示:
文章插图
我们需要探索的是A'B '的位置和大小,这本质上是一个数学问题:AB,OO '和A'B '都被称为⊥ AA ',bo & # 39∑AA ',且AO=2FO,证明△ABO?△a ' b ' o 。
已知BO'=2 FO,所以FO是△BB'O的中线,已知FO'=FB ',所以△FOO '?△FA ' b ',所以FO=FA ',也就是AO=A'O,全等,容易证明 。
可以看出,此时物体与图像相关的风险网络在O点中心对称,所以看起来是等距倒置的 。这个性质可以用来测量凸透镜的焦距 。
两三段长:
这意味着物体的位置被两个分界点分成三段 。
1.当物体超过2倍焦距时,见下图:
文章插图
本质上,这仍然是一个数学问题 。根据相似三角形的比例边,有Bo': of > 2,所以BB': ob' > 2,即Bo > ob ',AB > a' b ',表示图像比物体小 。因为ABO'O是矩形,所以OO' > A' B ',也就是of > FA ',表示图像位于焦距的2倍以内,并且是倒置的 。该属性可用于制造相机 。
2.当物体位于第一焦距之外、第二焦距之内时,根据光路可逆性原理,我们可以得到图像位于第二焦距之外、放大后颠倒的结论 。该特性可用于制造投影仪 。
3.当物体位于1倍焦距内时,见下图:
文章插图
很容易知道,此时,它变成了一个直立放大的虚像 。这个属性可以用来制造启动网络的放大镜 。
其实凸透镜成像的规律可以总结为一个公式:物距和像距的倒数之和等于焦距的倒数,即1/u+1/v = 1/f,初中没有要求掌握这个公式,这里就不重复了 。如果你感兴趣,你可以自己研究 。初中的几何知识足以推导出这个公式 。
掌握“2个分界点3段长”,就不用背凸透镜的成像规律,同时也锻炼了自己的几何能力 。为什么不呢?
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