物體成像知多少

李曉龍

摘 要：介紹了小孔成像的原理、特點和應用；平面鏡成像的原理、特點和應用；凸透鏡成像的原理、特點和應用。

關鍵詞：小孔成像；平面鏡成像；凸透鏡成像

初中物理光學部分中物體的成像問題，主要包括小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像三類，由于它們的成像原理、成像特點以及應用各不相同，所以學習完這部分內容之后，學生感覺特別混亂，在多年的教學活動中，筆者梳理了以下幾點：

一、小孔成像

小孔成像是由于光的直線傳播形成的，所成像為倒立實像，改變物體或光屏到孔的距離，可改變像的大小。當物體到孔的距離不變時，光屏到孔的距離越近，成的像越小。當光屏與孔的距離不變時，物體越遠離孔，成的像越小，而且所有的像都是倒立的。如圖1所示。

當然要成像，對小孔的大小有一定的要求，如果孔太大則不會出現成像現象，光屏上呈現的是物體的影子。如果孔太小則在光屏上出現明暗相間的花紋，這是光的衍射現象。而且小孔不一定是圓的，如：夏天，我們躺在樹蔭下乘涼，就會看到很多圓形的光斑，這是太陽通過樹葉的縫隙，經過小孔成像原理形成的太陽的像。

二、平面鏡成像

平面鏡成像的成像原理為光的反射，物體不論在平面鏡前任何地方，都成正立、等大的虛像。像與物的連線跟鏡面垂直，像與物到鏡面的距離相等，即像與物跟鏡面完全對稱。如圖所示。對于平面鏡的成像光路圖，我們可以用平面鏡成像特點和光的反射定律兩種方法作出。兩種方法學生都要熟練掌握。

三、凸透鏡成像

凸透鏡成像的原理為光的折射，其規律完全可以利用三條特殊光線中的兩條（過光心和平行于主光軸的兩條光線），找出對應物點的像點，作出物體的像，方法是過物體上的一點，畫出三條特殊光線中的兩條，然后找到光線通過凸透鏡后折射光線的交點，或者折射光線的反向延長線的交點，就是物體上該點的像點。再根據物體與主光軸的垂直關系，畫出像也與主光軸垂直，就可以畫出虛實像。實際折射光線的匯聚點所成的像為實像，實際折射光線的反向延長線的匯聚點為虛像。具體在u2F五種情況下分別作出成像光路圖，為了便于理解和找到規律，我們可以把五種情況綜合在一起作圖，平行于主光軸的入射光線和折射光線是不變的，通過光心的光線隨物距的變化而變化，因而成像的大小、虛實、倒正立也發生變化。如圖3所示：

這種方法對學生的要求較高，在做實驗之后，分別作出五種情況下的單個光路圖，教師通過分析、引導學生總結，概括在一個圖上，作為強化知識的一種補充，一種拓寬，當然也有利于學生很好地找到凸透鏡成像的規律。

根據上面的成像光路圖，我們可以通過列表得到下面的特點及應用：

可以簡單總結為口訣

口訣一：凸透鏡成像，遠縮小近放大（遠處的物體成縮小的像，近處的物體成放大的像）

口訣二：物近像遠大，物遠像近小（物體越近的，成像較遠，而且像是放大的，反之亦然）

口訣三：物遠成實像，倒立先縮小后放大；物近成虛像，正立虛像放大（成實像時，像是倒立的，先是縮小的再是放大的；成虛像時，像是正立的、放大的虛像）

總之，初中物理的這三種成像，只有通過這樣比較，才能準確掌握各自的成像原理、特點和應用。也只有這樣進行梳理，才能使知識系統化、網絡化。

編輯 張珍珍