【凸面鏡】凸面鏡成像規(guī)律 凸面鏡知識介紹

凸面鏡成像，屬于光學(xué)規(guī)律。平行光線投射到凸面鏡上，反射的光線將成為散開光線，如果順著反射光線的相反方向延伸到凸面鏡鏡面的后面，可會聚并相交于一點，這一點就是凸面鏡的主焦點（F），屬虛性焦點。

幾何作圖

凸面鏡成像的幾何作圖原則與凹面鏡相同，也就是：

從物體的某一點（A）作一與主光軸平行的直線為入射光線，入射光線到達(dá)球面鏡鏡面時，發(fā)生反射，反射后的方向相反的直線為反射光線，此反射光線必然通過主焦點（F）。

從物體的同一點（A）通過鏡面的曲率中心（C）的連線為副軸，此副軸與上述通過主焦點的反射光線發(fā)生相交的點（A′），即為該物體成像之處，

與凹透鏡的區(qū)別

凹透鏡

兩側(cè)面均為球面或一側(cè)是球面另一側(cè)是平面的透明體，中間部分較薄，稱為凹透鏡。分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。其兩面曲率中心之連線稱為主軸，其中央之點O稱為光心。通過光心的光線，無論來自何方均不折射。平行主軸的光束，照于凹透鏡上折射后向四方發(fā)散，逆其發(fā)散方向的延長線，則均會于與光源同側(cè)之一點F，其折射光線恰如從F點發(fā)出，此點稱為虛焦點。在透鏡兩側(cè)各有一個。凹透鏡又稱為發(fā)散透鏡。凹透鏡的焦距，是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的球面曲率半徑越大其焦距越長，如為薄透鏡，則其兩側(cè)之焦距相等。

對于薄凹透鏡：

當(dāng)物體為實物時，成正立、縮小的虛像，像和物在透鏡的同側(cè)；

當(dāng)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距（指絕對值）以內(nèi)時，成正立、放大的實像，像與物在透鏡的同側(cè)；

當(dāng)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距（指絕對值）時，成像于無窮遠(yuǎn)；

當(dāng)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距以外兩倍焦距以內(nèi)（均指絕對值）時，成倒立、放大的虛像，像與物在透鏡的異側(cè)；

當(dāng)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為兩倍焦距（指絕對值）時，成與物體同樣大小的虛像，像與物在透鏡的異側(cè)；

當(dāng)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為兩倍焦距以外（指絕對值）時，成倒立、縮小的虛像，像與物在透鏡的異側(cè)。

如果是厚的彎月形凹透鏡，情況會更復(fù)雜。當(dāng)厚度足夠大時相當(dāng)于伽利略望遠(yuǎn)鏡，厚度更大時還會相當(dāng)于正透鏡。

結(jié)構(gòu)不同

凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成。

凹面鏡是由一面是凹面而另一面不透明的鏡體組成。

對光線的作用不同。

成像性質(zhì)不同。

凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒；虛、實；放、縮。

起聚光作用

凹面鏡是反射成像 可以是實像或虛像，可以是放大、等大、縮小的像。

起散光作用透鏡（包括凸透鏡）是使光線透過，使用光線折后成像的儀器，光線遵守折射定律。

面鏡（包括凸面鏡）不是使光線透過，而是反射回去成像的儀器，光線遵守反射定律。

凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實像或正立放大的虛像。也可把平行光會聚，可把焦點發(fā)出的光線折射成平行光。凸面鏡只能成正立縮小的虛像，主要用擴大視野。

透鏡成像規(guī)律

規(guī)律口訣

一倍焦點分虛實，二倍焦點分大小，二倍焦點物像等。

實像總是異側(cè)倒。物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。

虛像總是同側(cè)正。物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大，物近像近像變小。

像的大小像距定，像兒追著物體跑，物距像距和在變。

一倍焦距分虛實,

兩倍焦距分大小。

物近像遠(yuǎn)像變大，

物遠(yuǎn)像近像變小。

注：這里所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡匯聚到主光軸的那一點到透鏡光心的距離,也可直接稱為焦距；兩倍焦距就是指該距離的兩倍

凸透鏡成像的兩個分界點：

2f點是成放大、縮小實像的分界點；f點是成實像、虛像的分界點。

薄透鏡成像滿足透鏡成像公式：

1/u(物距) 1/v（像距）=1/f（透鏡焦距）

注：透鏡成像公式是針對薄透鏡而言，所謂薄透鏡是指透鏡厚度在計算物距、像距等時，可以忽略不計的透鏡。當(dāng)透鏡很厚時，必須考慮透鏡厚度對成像的影響。

透鏡分為凸透鏡和凹透鏡。凸透鏡成像規(guī)律就是：物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實像越大。物體放在焦點之內(nèi)，在凸透鏡同一側(cè)成正立放大的虛像。物距越大，像距越大，虛像越大。凹透鏡對光線起發(fā)散作用， 它的成像規(guī)律則要復(fù)雜得多。

實像虛像

在光學(xué)中，由實際光線匯聚成的像，稱為實像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。有經(jīng)驗的物理老師，在講述實像和虛像的區(qū)別時，往往會提到這樣一種區(qū)分方法：“實像都是倒立的，而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”，當(dāng)然是相對于原物體而言。

平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像，都是正立的；而凹面鏡和凸透鏡所成的實像，以及小孔成像中所成的實像，無一例外都是倒立的。當(dāng)然，凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像，而它們所成的兩種虛像，同樣是正立的狀態(tài)。

那么人類的眼睛所成的像，是實像還是虛像呢？我們知道，人眼的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個凸透鏡，那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像，一定是實像。根據(jù)上面的經(jīng)驗規(guī)律，視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的?？墒俏覀兤匠？匆姷娜魏挝矬w，明明是正立的??？這個與“經(jīng)驗規(guī)律”發(fā)生沖突的問題，實際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗的影響。

當(dāng)物體與凸透鏡的距離大于透鏡的一倍焦距小于二倍焦距時，物體成倒立的像，當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時，像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大；當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成放大的像，是虛像。

當(dāng)物體與凸透鏡的距離大于二倍焦距時，物體成倒立的像，這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會聚而成的，是實際光線的會聚點，能用光屏承接，是實像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成正立的虛像。