凸透鏡成像規(guī)律的學習一般是通過實驗得出相應規(guī)律的.有不少同學對這一規(guī)律的理解有一定的難度,大部分同學以背的方式強記住了成像規(guī)律,時間長了容易遺忘.其實只要同學們理解了凸透鏡成像的實質(zhì)是光經(jīng)過凸透鏡折射后,折射光線正向(反向)相交而形成的,那么通過從物體的某一點(A)發(fā)出的兩條特殊光線的光路圖,就可以很容易找到這一點經(jīng)凸透鏡所成的像(A′),利用幾何知識能幫助同學們較容易地理解并記住凸透鏡在各種情況下的成像規(guī)律.
這里選擇物體AB與主光軸垂直,一端(B)放在主光軸上,這樣B的像B′也一定在主光軸上,且A′B′也一定和主光軸垂直,所以只要從物體A點畫出兩條特殊光線(一條平行于主光軸,一條過光心),根據(jù)凸透鏡對光線的作用規(guī)律(平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后過焦點;過光心的光線經(jīng)過凸透鏡后傳播方向不變),畫出它們的折射光線,找到它們的交點,即A的像A′,過A′向主光軸作垂線,與主光軸的交點即為B′.這樣就找到了AB的像A′B′,同時可以得出凸透鏡的成像規(guī)律,下面我將各種情況列舉如下:
1.如圖1、圖2,當u>2f時,像A′B′比物AB小,是倒立的,而且是折射光線實際相交而成的,所以當u>2f時成倒立縮小的實像.此時,f 2.如圖3,當u=2f時,像A′B′和物AB大小相等,是倒立的,而且是折射光線實際相交而成的,所以當u=2f時成倒立等大的實像.而且此時,v=2f.所以還可以利用此規(guī)律測出透鏡的焦距. 3.如圖4、圖5,當f2f.應用是投影儀,比較圖4、圖5不難看出,放投影時,膠片離透鏡越近,所成的像越大,同時應將光屏遠離透鏡. 4.如圖6,當u=f時,兩條特殊光線的折射光線互相平行,正向、反向都不能相交.所以當u=f時不成像. 5.如圖7、圖8,當u 以上是用作圖的方法分析了凸透鏡成像的各種情況,此法不僅能容易理解凸透鏡成像的各種規(guī)律,而且能比較容易理解物體在移動過程中像的變化情況.希望同學們能掌握此法,鞏固自己對凸透鏡成像規(guī)律的理解,并將此規(guī)律應用到自己的生活中去.