凸面鏡成像幾何作圖

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(diǎn)(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(diǎn)(F)。 ·從物體的同一點(diǎn)(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(diǎn)的反射光線發(fā)生相交的點(diǎn)(A′)，即為該物體成像之處，

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(diǎn)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(diǎn)F，其折射光線恰如從F點(diǎn)發(fā)出，此點(diǎn)稱為虛焦點(diǎn)。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(diǎn)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(shí)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(shí)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。

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

凸透鏡主要對光線起折射作用

凹面鏡主要對光線起反射作用

凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒;虛、實(shí);放、縮。起聚光作用

凹面鏡是反射成像 可以是實(shí)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(shí)像或正立放大的虛像。也可把平行光會聚，可把焦點(diǎn)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(kuò)大視野。

規(guī)律口訣

一倍焦點(diǎn)分虛實(shí)，二倍焦點(diǎn)分大小，二倍焦點(diǎn)物像等。

實(shí)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(shí),

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(diǎn)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(diǎn):

2f點(diǎn)是成放大、縮小實(shí)像的分界點(diǎn);f點(diǎn)是成實(shí)像、虛像的分界點(diǎn)。

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(jì)算物距、像距等時，可以忽略不計(jì)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(diǎn)之外，在凸透鏡另一側(cè)成倒立的實(shí)像，實(shí)像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實(shí)像越大。物體放在焦點(diǎn)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。

在光學(xué)中，由實(shí)際光線匯聚成的像，稱為實(shí)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(yàn)的物理老師，在講述實(shí)像和虛像的區(qū)別時，往往會提到這樣一種區(qū)分方法:"實(shí)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(shí)像，以及小孔成像中所成的實(shí)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(shí)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(shí)像。根據(jù)上面的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，視網(wǎng)膜上的物像似乎應(yīng)該是倒立的。可是我們平?？匆姷娜魏挝矬w，明明是正立的啊?這個與"經(jīng)驗(yàn)規(guī)律"發(fā)生沖突的問題，實(shí)際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗(yàn)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(shí)際光線的會聚點(diǎn)，能用光屏承接，是實(shí)像。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時，物體成正立的虛像。