說說凸透鏡成像的規律

趙宇

生活中人們經常使用照相機、帶攝像頭的智能手機、投影儀、顯微鏡等光學儀器，它們的主要部件都是凸透鏡，在使用這些光學儀器時，物體到凸透鏡的距離不相同，導致成像性質的不同，同樣都是凸透鏡，為什么物距不同，成像情況就各不相同呢？

凸透鏡成像的規律

實驗表明：（1）當u>2f時，成倒立、縮小的實像，像在一倍焦距和二倍焦距之間，照相機就是利用這一原理工作的；（2）當f

另外，凸透鏡成像時。還有兩個特殊點：（1）當u=2f時，成倒立、等大的實像，像距也為2f，這一特點常用于判定凸透鏡的焦距大??；（2）當u=f時，成平行光射出，不成像，這一特點可用于獲取平行光，即把光源放在凸透鏡的焦點上，那么，光源發出的光經凸透鏡折射后成平行光射出。

為了方便同學們記憶，我們可以把凸透鏡的成像規律編成如下的口訣：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大?。簩嵪癞悅冉缘沽?，虛像同側皆正立；成實像時，物近像遠像變大（即物體越靠近焦點，像離透鏡越遠，像也越大）。物遠像近像變小。

利用凸透鏡成像規律判斷凸透鏡的焦距范圍

利用凸透鏡成像的規律，可以判斷凸透鏡焦距的范圍。

例1，實驗室備有甲、乙、丙三個凸透鏡，某實驗小組分別用這三個凸透鏡探究凸透鏡成像規律，實驗時，當蠟燭到透鏡的距離都為12cm時，甲、乙、丙三透鏡分別成縮小的實像、放大的虛像和放大的實像，則這三個透鏡的焦距f_甲、f_乙、f_丙的大小關系為（ ）。

A.f_甲>f_乙>f_丙

B.f_乙>f_丙>f_甲

C.f_乙>f_甲>f_丙

D.f_丙>f_乙>f_甲

解析：甲凸透鏡成縮小的實像，說明物距大于二倍焦距，即12cm>2f_甲，f_甲<6cm；乙凸透鏡成放大的虛像，說明物距小于一倍焦距，即12cm乙；丙凸透鏡成放大的實像，說明物距大于一倍焦距而小于二倍焦距，f_丙<12cm<2f_丙，則6cm丙<12cm，故f_甲丙乙項B正確。

答案：B

利用凸透鏡成像規律判斷像的性質及大小

由凸透鏡成像規律可知，物體處在凸透鏡前的不同位置，通過凸透鏡所成的像不同，在u>f時，物體越靠近凸透鏡，所成的實像越大；u

例2，某實驗小組用焦距為10cm的凸透鏡探究凸透鏡成像規律，他們將蠟燭、凸透鏡固定在光具座如圖1所示位置，移動光屏后得到燭焰清晰、完整的像，該像是倒立、____的實像，利用此原理工作的光學儀器有____，接下來他們保持蠟燭和光屏的位置不動，將凸透鏡向蠟燭的方向移動，光屏上再次出現了一個倒立、____的實像。

解析：已知凸透鏡的焦距是10cm，圖中蠟燭處在25cm處，距凸透鏡25cm，故u>2f，根據凸透鏡成像規律，此時成倒立、縮小的實像，像在一倍焦距和二倍焦距之間，照相機就是利用這一原理工作的：如果保持蠟燭和光屏的位置不動，將凸透鏡向蠟燭的方向移動，即減小了蠟燭與凸透鏡之間的距離，由凸透鏡成像規律可知，在u>f時，物體越靠近凸透鏡，所成的實像越大，故此時會在光屏上再次出現一個倒立、放大的實像。

答案：縮小 照相機 放大

責任編輯：程哲