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- 2023-04-26 12:08:06 发布
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第 31 讲 对凸透镜成像规律的理解
【知识点梳理】
1.凸透镜成像时的三个物理量
（1）焦距：凸透镜的焦点到关心的距离，用 表示；
（2）物距：物体到凸透镜光心的距离，用 表示；
（3）像距：像到透镜光心的距离，用 表示；
2.实验：探究凸透镜成像的规律（像的大小、正倒、虚实）
（1）实验器材：凸透镜（ ）、蜡烛、光屏、光具座（带刻度尺）
（2）实验装置：调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们的三者中心在同一高度上（共轴
调节，为了使烛焰的像成在光屏的中央）。
注意：不能说成是三者中心在同一直线上。
（3）进行实验：
①把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距 的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、
f
u
v
cmf 10=
2
清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，同时测出此时的物距和像距。
注意语言的叙述方式：明亮、清晰。
②把蜡烛向凸透镜方向移动，让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距 ，移动光屏，
直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，并测出此时的物
距和像距。
③把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜光心的距离 在一倍焦距和二倍焦距之间 ，移
动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，测出此
时的物距和像距。
④将蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上 ，移动光屏，观察光屏上是否能
成像。
⑤把蜡烛移动到凸透镜的 1 倍焦距以内 ，移动光屏，观察光屏上是否能成像。如果不
能，可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点，并记录，在 1倍焦距之内改变
物距，多次实验。
（4）实验数据和记录结果
实
验次序
物距 和焦距 的
关系
物距 /cm 像距 /cm 像的性质
1 60 12 倒立、缩小的实
像
2 30 15 倒立、缩小的实
像
3 20 20 倒立、等大的实
像
4 15 30 倒立、放大的实
u f u v
fu 2>
fu 2=
fuf 2<<
3
像
5 12 60 倒立、放大的实
像
6 10 不成像
7 8 正立、放大的虚
像
8 6 正立、放大的虚
像
（5）分析论证
物距 光路分析图示 像距 成像特点
像与物
相对透镜的
位置
应
用
倒立、缩小的实像 异侧 照相机
倒立、等大的实像 异侧 测焦距
倒立、放大的实像 异侧
投影仪
幻灯机
fu =
fu <
fu 2> fuf 2<<
fu 2= fu 2=
fuf 2<< fu 2>
fu =
4
正立、放大的虚像 同侧 放大镜
（6）实验结论：
口诀：凸透镜成像规律（实像）
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物远像近像变小，物近像远像变大。
（7）归纳总结
（1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜的两侧；凸透镜所成的虚像都是
正立的，且物、像位于凸透镜的同侧。
（2）—倍焦距处是实像和虚像的分界点，当物距大于一倍焦距时成实像，当物距小于一倍
fu < uv >
5
焦距时成虚像。
（3）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点，当物距大于二倍焦距时成缩小实像，
当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成放大的实像。
（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；凸透镜成虚像时，随着物距的
变小，像和像距都变小。（物近像近像变小）
3.实验中光屏上不能成像的原因
①蜡烛在 1倍焦距内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。
②蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像。
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于 1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置。
④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上。
4.凸透镜成像规律的应用
用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离
镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大）
使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜头近
一些。（成实像：物远像近像变小）
使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。
（成虚像：物远像远像变大）
5.高斯成像公式（选学）
透镜成像的物距 、像距 和焦距 之间的关系还可以用公式定量表示出来：
6.当透镜被纸遮住一部分以后，所成的像有什么变化？
u v f
f
vu
=+ 11
6
...
第 31 讲 对凸透镜成像规律的理解
【知识点梳理】
1.凸透镜成像时的三个物理量
（1）焦距：凸透镜的焦点到关心的距离，用 表示；
（2）物距：物体到凸透镜光心的距离，用 表示；
（3）像距：像到透镜光心的距离，用 表示；
2.实验：探究凸透镜成像的规律（像的大小、正倒、虚实）
（1）实验器材：凸透镜（ ）、蜡烛、光屏、光具座（带刻度尺）
（2）实验装置：调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们的三者中心在同一高度上（共轴
调节，为了使烛焰的像成在光屏的中央）。
注意：不能说成是三者中心在同一直线上。
（3）进行实验：
①把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距 的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、
f
u
v
cmf 10=
2
清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，同时测出此时的物距和像距。
注意语言的叙述方式：明亮、清晰。
②把蜡烛向凸透镜方向移动，让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距 ，移动光屏，
直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，并测出此时的物
距和像距。
③把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜光心的距离 在一倍焦距和二倍焦距之间 ，移
动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察并记录此时像的大小和正倒，测出此
时的物距和像距。
④将蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上 ，移动光屏，观察光屏上是否能
成像。
⑤把蜡烛移动到凸透镜的 1 倍焦距以内 ，移动光屏，观察光屏上是否能成像。如果不
能，可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点，并记录，在 1倍焦距之内改变
物距，多次实验。
（4）实验数据和记录结果
实
验次序
物距 和焦距 的
关系
物距 /cm 像距 /cm 像的性质
1 60 12 倒立、缩小的实
像
2 30 15 倒立、缩小的实
像
3 20 20 倒立、等大的实
像
4 15 30 倒立、放大的实
u f u v
fu 2>
fu 2=
fuf 2<<
3
像
5 12 60 倒立、放大的实
像
6 10 不成像
7 8 正立、放大的虚
像
8 6 正立、放大的虚
像
（5）分析论证
物距 光路分析图示 像距 成像特点
像与物
相对透镜的
位置
应
用
倒立、缩小的实像 异侧 照相机
倒立、等大的实像 异侧 测焦距
倒立、放大的实像 异侧
投影仪
幻灯机
fu =
fu <
fu 2> fuf 2<<
fu 2= fu 2=
fuf 2<< fu 2>
fu =
4
正立、放大的虚像 同侧 放大镜
（6）实验结论：
口诀：凸透镜成像规律（实像）
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；物远像近像变小，物近像远像变大。
（7）归纳总结
（1）凸透镜所成的实像都是倒立的，且物、像位于凸透镜的两侧；凸透镜所成的虚像都是
正立的，且物、像位于凸透镜的同侧。
（2）—倍焦距处是实像和虚像的分界点，当物距大于一倍焦距时成实像，当物距小于一倍
fu < uv >
5
焦距时成虚像。
（3）二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点，当物距大于二倍焦距时成缩小实像，
当物距等于二倍焦距时成等大的实像，当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成放大的实像。
（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；凸透镜成虚像时，随着物距的
变小，像和像距都变小。（物近像近像变小）
3.实验中光屏上不能成像的原因
①蜡烛在 1倍焦距内，凸透镜成虚像，不能呈现在光屏上。
②蜡烛在焦点上，凸透镜没有成像。
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于 1倍焦距，成像在很远的地方，光屏无法移动到该位置。
④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度，像不在光屏上。
4.凸透镜成像规律的应用
用照相机照相时，要使胶片上的像大一些，应使被照物体离镜头近一些，同时使胶片离
镜头远一些，即镜头前伸。（成实像：物近像远像变大）
使用投影仪时，要使屏幕上的像小一些，应使投影片离镜头远一些，同时屏幕离镜头近
一些。（成实像：物远像近像变小）
使用放大镜观察物体时，要想让被观察物体大一些，应使被观察物体离放大镜稍远一些。
（成虚像：物远像远像变大）
5.高斯成像公式（选学）
透镜成像的物距 、像距 和焦距 之间的关系还可以用公式定量表示出来：
6.当透镜被纸遮住一部分以后，所成的像有什么变化？
u v f
f
vu
=+ 11
6
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