凸透镜的成像规律主要涉及以下几个方面:
成像性质
当物距在一倍焦距以内(u < f)时,凸透镜成 正立、放大的虚像。
当物距在一倍焦距到二倍焦距之间(f < u < 2f)时,凸透镜成 倒立、放大的实像。
当物距在二倍焦距以外(u > 2f)时,凸透镜成 倒立、缩小的实像。
像的位置
虚像总是位于凸透镜的同侧,并且像距大于物距。
实像总是位于凸透镜的异侧,并且像距小于物距。
当物距等于二倍焦距(u = 2f)时,像距也等于二倍焦距,此时物体与像的距离最小,为4倍焦距。
成像公式
凸透镜成像满足公式:\(\frac{1}{u} + \frac{1}{v} = \frac{1}{f}\),其中u是物距,v是像距,f是焦距。
应用实例
照相机:利用凸透镜成倒立、缩小的实像,将景物聚焦在胶片上,记录下物体的影像。
幻灯机、投影仪:利用凸透镜成倒立、放大的实像,将图像投射到屏幕上。
放大镜:利用凸透镜成倒立、放大的虚像,用于阅读或观察细节。
探照灯:利用凸透镜将光源聚焦成一点,发出平行光线。
成像特点
成实像时,物近像远,像变大;物远像近,像变小。
成虚像时,物近像近,像变小;物远像远,像变大。
实像总是倒立的,可以用光屏承接;虚像总是正立的,不能用光屏承接。
这些规律可以帮助我们理解和预测凸透镜在不同物距下的成像情况,从而在光学设计和应用中做出合理的选择。