晨网学物理第7问：凸透镜成像有哪些规律？

　　◇晨网提问

　　 在物理实践活动中，某活动小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律，他们用了A、B两个焦距不同的透镜分别进行了若干次操作，并把实验数据及部分现象准确地记录在下表中。请你完成下表并帮助他们分析从表中获得的信息，把能得出的探究结论填在横线上。

　　 （示例）结论一：在成实像的情况下，物体到凸透镜的距离相同时，凸透镜的焦距越长，像到凸透镜的距离越长。

　　 结论二：在成实像的情况下，                               。

　　 老师，怎么解答这种凸透镜成像规律的题目呀？

　　 ◇问题探究

　　 凸透镜成像的规律（重要性：★★★★）

　　 老师：解答此类问题的关键是弄清凸透镜成像时物距、像距、像的特点三者之间的规律性关系。你知道确定物距和像距的尺度是什么吗？

　　 晨网：物距和像距的大小并不是单一的以“cm”或“m”为单位来衡量的。因为不同凸透镜的焦距不同，所以物距、像距的大小我们是以焦距和二倍焦距为标准来判断的。

　　 老师：对呀。当物距大于二倍焦距时，凸透镜成像成像有什么特点呢？

　　 晨网：当物距大于二倍焦距时，像距在一倍焦距和二倍焦距之间。凸透镜所成的像是倒立的、缩小的实像。如下图所示。

　　 老师：当物距等于二倍焦距时，凸透镜成像成像有什么特点呢？

　　 晨网：当物距等于二倍焦距时，像距也等于二倍焦距。凸透镜能成倒立、等大的实像。

　　 老师：嗯，看来物距等于二倍焦距的情况很特殊呀。那么当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，凸透镜成像有什么特点呢？

　　 晨网：当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时，像距大于二倍焦距。凸透镜所成的像是倒立的、放大的实像。如下图所示。

　　 老师：哦，我感觉到“当物距在一倍焦距和二倍焦距之间时”的成像情况跟“当物距大于二倍焦距时”的成像情况正好相反呀。

　　 晨网：是的。您给我们讲过“折射时光路是可逆的”，这就是这种规律的具体体现吧。

　　 老师：你灵活应用的能力很强呀！当物距正好等于焦距时，也就是物体正好在焦点上时会是什么情况呢？

　　 晨网：焦点上发出的光经过凸透镜折射后会平行射出，不会相交，所以物体在焦点上时不能成像，也就不存在像距之类的说法了。

　　 老师：对。看来物距等于焦距又是一种特殊情况，焦点又是个特殊点。那么当物距小于焦距时，凸透镜成像又有什么特点呢？

　　 晨网：当物距小于焦距时，凸透镜能成正立的、放大的虚像。如下图所示。

　　 凸透镜成像的几个特殊点（重要性：★★）

　　 老师：哦，此时成虚像了。凸透镜什么情况下成虚像？什么情况下成实像呀？

　　 晨网：虚像和实像是以一倍焦距为标准的。当物距大于一倍焦距时成实像，当物距小于焦距时成虚像。

　　 老师：那凸透镜什么情况下成放大的像？什么情况下成缩小的像呀？

　　 晨网：放大的像和缩小的像是以二倍焦距为标志的。当物距大于二倍焦距时成缩小的像，当物距小于二倍焦距时成放大的像。

　　 老师：还有哪些方法来区分凸透镜所成的实像和虚像？

　　 晨网：凸透镜所成的实像是倒立的，虚像是正立的。

　　 老师：提示你一下，从像和物体的位置关系来看，还能找到区分凸透镜所成实像和虚像的标准吗？

　　 晨网：我知道了！凸透镜成实像时，像和物体在凸透镜的两侧；成虚像时，像和物体在凸透镜的同侧。

　　 老师：真棒！这样你能解答上面的问题了吗？

　　 晨网：我能！由表格中的实验数据可以看出“结论二：在成实像的情况下，物距越大像距越小或物距越大像越小。”

　　 老师：表格中应该填什么呀？

　　 晨网：从上到下依次填“放大”、“放大”。老师，我填的对吗？

　　 老师：对！看来你已经完全掌握了！

　　 ◇晨网笔记

　　 1.凸透镜成像规律汇总：

物距	像距	像的性质
（u）	（v）	实像或   　　 虚像	倒立或   　　 正立	放大或   　　 缩小	像、物同侧或异侧
u＞2f	f＜v＜2f	实像	倒立	缩小	异侧
u＝2f	v＝2f	实像	倒立	等大	异侧
2f＞u＞f	v＞2f	实像	倒立	放大	异侧
u＝f	v →	不能   　　 成像
U＜f	v ＜0	虚像	正立	放大	虚像和物在同侧

　　 2.凸透镜成像时的几个小规律：

　　 1）实像都是倒立的，即物、像的左右 相反 ，上下 颠倒 ；像和物在透镜两侧。

　　     虚像都是正立的，即物、像的左右一致，上下一致 ；像和物在透镜同侧。

　　 2）焦点是实像、虚像的分界点； 二倍焦距点是放大、缩小像的分界点。

　　 3）实像可用光屏直接观察，也可用眼睛直接观察；虚像用光屏观察不到，但可用眼睛直接观察。

　　 4）物体从二倍焦距以外逐渐移向凸透镜焦点，像在增大，像距也在增大。

　　 5）像与物运动快慢不同

　　 6）当凸透镜一部分被遮蔽时，像形状不会缺失，而是亮度变暗。

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