凸透镜

    凸透镜是中央部分较厚的透镜,是根据光的折射原理制成的。日常生活中应用于放大镜照相机镜头、眼镜等等。  

基本简介

    凸透镜是一种常见的透镜,中间厚、边缘薄,至少有一个表面制成球面,或两个表面都制成球面。凸透镜是根据光的折射原理制成的。凸透镜是中央部分较厚的透镜。凸透镜分为双凸、平凸和凹凸(或正弯月形)等形式,薄凸透镜有会聚作用故又称聚光透镜,较厚的凸透镜则有望远、发散或会聚等作用,这与透镜的厚度有关。  

相关概念

凸透镜
    凸透镜
  主轴:通过凸透镜两个球面球心C1、C2的直线叫凸透镜的主轴。  光心:凸透镜的中心O点是透镜的光心。  焦点:平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F,这一点是凸透镜的焦点。  焦距:焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距,用f表示。  物距:物体到凸透镜光心的距离称物距,用u表示。  像距:物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距,用v表示。  

成像特点

  实验研究凸透镜的成像规律是:当物距在一倍焦距以内时,得到正立、放大的虚像;在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像;在二倍焦距以外时,得到倒立、缩小的实像。该实验就是为了研究证实这个规律。实验中,有下面这个关系:  物距与像距的关系  物距 (u)         像距 (v)          成像性质                  应用  u>2f            f<v<2f            倒立 缩小 实像               照相机  u=2f             v=2f             倒立 等大 实像            等大像法测焦距  f<u<2f           v>2f             倒立 放大 实像          幻灯机、投影仪、放映机  u<f               v>u             正立 放大 虚像                 放大镜  u=f             不成像               不成像                      无  其实,透镜成像满足透镜成像公式:  1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)  1.u>f时成实像,u<f成虚像,焦点是实像和虚像的分界点。  2.U>2f时成缩小实像,u<2f时成放大实像,二倍焦距点是成放大实像与缩小虚像的分界点。  3.成实像时,当物距减小,像距变大,像变大;物距增大时,像距变小,像变小。  4.成实像时,像与物在凸透镜异侧,成虚像时,像与物在凸透镜同侧。  5.实像是实际光线会聚而成的,可显示在光屏上,虚像是折射光线的反向延长线的交点,不显示在光屏上。 

成像原理

凸透镜成像
 凸透镜成像
  成像原理是光的折射,会聚在一点上.特点是成倒立,缩小的实像.这个时候的条件是,物距是焦距的一倍。物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。物体放在焦点之内,在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小,像距越小,虚像越小。  在光学中,由实际光线汇聚成的像,称为实像;反之,则称为虚像。有经验的物理老师,在讲述实像和虚像的区别时,往往会提到这样一种区分方法:“实像都是倒立的,而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”,当然是相对于原像而言。  平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及小孔成像中所成的实像,无一例外都是倒立的。当然,凹面镜和凸透镜也可以成虚像,而它们所成的两种虚像,同样是正立的状态。  那么人类的眼睛所成的像,是实像还是虚像呢?我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,那么外界物体在视网膜上所成的像,一定是实像。根据上面的经验规律,视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体,明明是正立的啊?这个与“经验规律”发生冲突的问题,实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。  当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时,物体成倒立的像,当物体从较远处向透镜靠近时,像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大;当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像。可与平面镜所成的虚像对比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。  当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立的虚像。

成像公式

  理想凸透镜成像公式:1/u + 1/v = 1/f,其中u是物距,v是像距,f是焦距。  

主要用途

  1.放大镜  放大镜(Magnifying glass)是用以放大物体的凸透镜,显微镜的雏形。  2.幻灯机  幻灯片投影仪是一种用来浏览幻灯片的投影机,有主要四个组成元件:利用风扇冷却的灯泡(或其他光源)、反射镜和聚集光束镜头、幻灯片载盘以及聚焦镜片。在聚焦镜片和幻灯片中间装有一片吸收热能的玻璃,以防止幻灯片损坏,此玻璃可让可见光波通过并吸收红外线。  光源通过幻灯片和镜头后会产生一个放大的影像,投射在呈垂直角的投影幕上,所以观众就可以看到影像。另外,影像也可投影在投影幕的另一侧,如此一来,观众在走动时并不会干扰光线的投射情况,也不会误撞投影机,只不过投影幕须为半透明,否则观众便看不到影像。  3.照相机  通常,照相机主要元件包括:成像元件、暗室、成像介质与成像控制结构。成像元件可以进行成像。通常是由光学玻璃制成的透镜组,称之为镜头。小孔、电磁阀等在特定的设备上都起到了“镜头”的作用。  4.显微镜  5.望远镜  6.眼镜  

凸透镜与凹透镜的区别

凸透镜的焦点和焦距
  凸透镜的焦点和焦距
  区别方法  1.触摸法(中间薄边缘厚是凹透镜,中间厚边缘薄是凸透镜)  2.聚焦法(射入平行光,会聚的是凸透镜,发散的是凹透镜)  3.放大法(把透镜放到字上,看照后的字是放大是凸透镜,缩小是凹透镜)  4.摇晃法(将透镜放在字上,向一侧移动,字的方向与透镜移动方向相同的是凹透镜,相反的是凸透镜)  与凹面镜的区别  1.结构不同  凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成;  凹面镜是由一面是凹面而另一面不透明的镜体组成  2.成像性质不同  凸透镜是折射成像 成的像可以是 正、倒;虚、实;放、缩。起聚光作用  凹面镜是反射成像 能成倒立的缩小或放大的实像,也可以成正立放大的虚像。起散光作用透镜(包括凸透镜)是使光线透过,使用光线折后成像的仪器,光线遵守折射定律。面镜(包括凸面镜)不是使光线透过,而是反射回去成像的仪器,光线遵守反射定律。  凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点,也可把焦点发出的光线折射成平行光。凹面镜只能成正立放大的虚像,主要用发散光线。   3.对光的作用不同  凸透镜主要对光线起会聚作用  凹透镜主要对光线起发散作用  4.成像不同  凸透镜能成正立放大虚像、倒立放大实像、倒立等大实像、倒立缩小实像。  凹透镜只能成正立缩小虚像。   5.焦点不同  凸透镜有实焦点,有2个焦点。  凹透镜有虚焦点。