活學活用凸透鏡成像規律

凸透鏡的焦距表明凸透鏡會聚本領的大小，是進一步研究其成像規律及其應用的基礎，根據凸透鏡的成像規律反過來也可以判斷凸透鏡的焦距，凸透鏡成像是光學中的重要內容，理解和運用成像規律是各種考試的重要考點，那么同學們需要掌握些什么呢?

1 凸透鏡的三條靜態規律

(1)物距u>2f時，成倒立、縮小的實像，像在一倍焦距和二倍焦距之間，

(2)物距2f>u>f時，成倒立、放大的實像，像在二倍焦距以外，

(3)物距u

2 凸透鏡的兩條動態規律

當物體成實像時，物距變大，像距變小，像變小；當物體成虛像時，物距變大，像距變大，像變大，

需要特別提出的是，當物距等于二倍焦距時，像距等于二倍焦距，而且像的大小等于物體的大小，此時物像距離等于四倍焦距，為物像f成實像時1靠得最近的時候，成實像的其他情況時，物像距離是u+v>4f

一般來說，大部分涉及凸透鏡成像規律的題目，都可以用上述的規律來進行解答，利用凸透鏡成像的靜態規律

例1 (2010年合肥)如圖1所示，B為AC的中點，蠟燭燭焰通過凸透鏡后在右側的光屏上形成一個清晰的、縮小的像，則凸透鏡( )。

A 應該放在B、C之間的某處

B 應該放在A、B之間的某處

C 應該放在B點

D 可能放在蠟燭的左側

分析與解析：由題意可知，凸透鏡成的是縮小的實像，因此物距u>2f，而像距必須是，f

例2 某實驗小組在做“探究凸透鏡成像特點”的實驗，小華同學將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上，如圖2所示，并使燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度上，實驗過程中凸透鏡保持在光具座上50 Cm處不變，將燭焰和光屏分別移到光具座最左端和最右端，光屏恰好接收到燭焰清晰的像，那么，為了得到燭焰縮小的、清晰的像，下列做法正確的是( )。

A 讓蠟燭和光屏不動，把凸透鏡慢慢由中間向靠近光屏移動

B 只移動蠟燭就有可能看見燭焰縮小的像

C 只需要蠟燭和光屏互相交換位置

D 無論怎么移動，都不能看見縮小的像

分析與解答：這個題目很多同學容易受到凸透鏡成像規律的干擾而選錯，部分同學認為，若光屏上成縮小的像，只要滿足物距大于二倍焦距，像距在焦距到二倍焦距之間，即只要物距大于像距就可以了，所以會錯選A、B，而仔細審題，會發現題目中包含了一個隱含的條件，即凸透鏡的焦距等于25 Cm，而由于此光具座總長為100 Cm，此乃物像最近的距離，而成縮小的實像，需要物像距離大于100 Cm，超過了光具座的總長，所以不能在光屏上得到縮小的像，選D。

利用凸透鏡成像的動態規律

例2 一凸透鏡的焦距為10 Cm，在物體從距透鏡45 Cm處沿透鏡主光軸，移動到距透鏡25 Cm處的過程中，物體和像移動的速度哪個更快?( )

A 物體移動得快

B 像移動得快

C 物像速度一樣

D 無法比較

分析與解答：在物體靠近透鏡的整個過程中，始終成的是實像，因此物距變小，像距變大，物體移動的距離是20 Cm，且始終是在二倍焦距外移動：而像是在一倍到二倍焦距間移動，移動的距離最大是10 Cm，由此，可以得出結論，物體移動得快，選A。

在初中階段，對凸透鏡的要求是能根據凸透鏡成像規律分析、解決一些較簡單的光學問題，那么，在分析凸透鏡成像的規律前，我們必須熟練掌握凸透鏡成像的特點，理解成像靜態和動態的規律，才能得到知識的遷移和能力的提高。

練習

1 如圖3所示，在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，一束平行于凸透鏡主光軸的光線經過凸透鏡后。在光屏上形成了一個最小、最亮的光斑，當把燭焰放在距該凸透鏡25Cm處時，在凸透鏡另一側前后移動光屏，會在光屏上得到一個_________(填寫像的性質)的實像：如果此時將蠟燭遠離透鏡，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向f填“靠近”或“遠離”、透鏡的方向移動，

2

如圖4所示，F為凸透鏡的兩個焦點，A’B’為物體AB的像，則物體AB在( )。

A 圖中①區域，比A’B’大，箭頭方向向上

B 圖中②區域，比A’B’大，箭頭方向向下

C 圖中③區域，比A’B’大，箭頭方向向上

D 圖中④區域，比A’B’小，箭頭方向向下

參考答案：1 倒立、縮小 靠近 2 C

責任編輯 蔡華杰