【凸(tu)面(mian)(mian)鏡】凸(tu)面(mian)(mian)鏡成像規律 凸(tu)面(mian)(mian)鏡知(zhi)識介紹(shao)

凸(tu)(tu)(tu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)成像(xiang)，屬于光(guang)學規律。平行光(guang)線(xian)(xian)投射(she)(she)到(dao)凸(tu)(tu)(tu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)上，反(fan)射(she)(she)的(de)(de)光(guang)線(xian)(xian)將成為散開光(guang)線(xian)(xian)，如果(guo)順著反(fan)射(she)(she)光(guang)線(xian)(xian)的(de)(de)相反(fan)方向延伸到(dao)凸(tu)(tu)(tu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)鏡(jing)(jing)面(mian)(mian)的(de)(de)后面(mian)(mian)，可會聚并相交(jiao)于一點，這(zhe)一點就是凸(tu)(tu)(tu)面(mian)(mian)鏡(jing)(jing)的(de)(de)主焦(jiao)點（F），屬虛性(xing)焦(jiao)點。

幾何作圖

凸(tu)面(mian)鏡成(cheng)像(xiang)的(de)幾何作圖原則(ze)與凹面(mian)鏡相同(tong)，也就是：

從物體的某一點(dian)（A）作一與主(zhu)光(guang)軸平行的直(zhi)線(xian)為入射光(guang)線(xian)，入射光(guang)線(xian)到達球面鏡(jing)鏡(jing)面時，發生反(fan)射，反(fan)射后(hou)的方向相反(fan)的直(zhi)線(xian)為反(fan)射光(guang)線(xian)，此反(fan)射光(guang)線(xian)必然通過主(zhu)焦點(dian)（F）。

從物體的同一(yi)點(dian)（A）通過鏡面的曲(qu)率中心（C）的連線為副軸(zhou)，此副軸(zhou)與上述通過主焦(jiao)點(dian)的反射光線發生(sheng)相交的點(dian)（A′），即為該物體成像(xiang)之處，

與凹透鏡的區別

凹透鏡

兩(liang)(liang)側面(mian)(mian)均為(wei)(wei)(wei)球面(mian)(mian)或一(yi)側是球面(mian)(mian)另一(yi)側是平面(mian)(mian)的(de)透(tou)(tou)明體(ti)，中(zhong)間部分較薄(bo)(bo)，稱為(wei)(wei)(wei)凹(ao)(ao)透(tou)(tou)鏡(jing)。分為(wei)(wei)(wei)雙(shuang)凹(ao)(ao)、平凹(ao)(ao)及凸凹(ao)(ao)透(tou)(tou)鏡(jing)三種。其(qi)兩(liang)(liang)面(mian)(mian)曲(qu)率中(zhong)心(xin)之(zhi)連線(xian)(xian)稱為(wei)(wei)(wei)主軸(zhou)，其(qi)中(zhong)央之(zhi)點(dian)(dian)(dian)O稱為(wei)(wei)(wei)光(guang)心(xin)。通過光(guang)心(xin)的(de)光(guang)線(xian)(xian)，無論(lun)來自何方(fang)均不折射。平行(xing)主軸(zhou)的(de)光(guang)束，照于(yu)凹(ao)(ao)透(tou)(tou)鏡(jing)上(shang)折射后向四方(fang)發(fa)散，逆其(qi)發(fa)散方(fang)向的(de)延長線(xian)(xian)，則(ze)均會(hui)于(yu)與光(guang)源(yuan)同(tong)側之(zhi)一(yi)點(dian)(dian)(dian)F，其(qi)折射光(guang)線(xian)(xian)恰如(ru)從F點(dian)(dian)(dian)發(fa)出，此(ci)點(dian)(dian)(dian)稱為(wei)(wei)(wei)虛焦點(dian)(dian)(dian)。在(zai)透(tou)(tou)鏡(jing)兩(liang)(liang)側各(ge)有(you)一(yi)個。凹(ao)(ao)透(tou)(tou)鏡(jing)又稱為(wei)(wei)(wei)發(fa)散透(tou)(tou)鏡(jing)。凹(ao)(ao)透(tou)(tou)鏡(jing)的(de)焦距(ju)，是指由焦點(dian)(dian)(dian)到透(tou)(tou)鏡(jing)中(zhong)心(xin)的(de)距(ju)離。透(tou)(tou)鏡(jing)的(de)球面(mian)(mian)曲(qu)率半徑越大其(qi)焦距(ju)越長，如(ru)為(wei)(wei)(wei)薄(bo)(bo)透(tou)(tou)鏡(jing)，則(ze)其(qi)兩(liang)(liang)側之(zhi)焦距(ju)相等。

對于薄凹透鏡：

當物(wu)體(ti)為實物(wu)時(shi)，成正(zheng)立、縮小的(de)(de)虛(xu)像，像和物(wu)在透鏡的(de)(de)同側(ce)；

當物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍(bei)焦(jiao)距（指絕對值）以內時(shi)，成正立、放大的實像(xiang)(xiang)，像(xiang)(xiang)與物在(zai)透鏡的同(tong)側；

當物體為虛物，凹(ao)透鏡(jing)到(dao)虛物的距離(li)為一倍焦距（指絕對值）時(shi)，成像于(yu)無(wu)窮遠；

當物體為虛物，凹透(tou)鏡到虛物的距離為一倍(bei)(bei)焦距以外兩倍(bei)(bei)焦距以內(nei)（均指絕(jue)對值）時，成倒立(li)、放大的虛像，像與物在透(tou)鏡的異(yi)側；

當物體(ti)為虛(xu)物，凹透鏡到虛(xu)物的(de)距(ju)離(li)為兩倍焦距(ju)（指絕對(dui)值(zhi)）時，成與物體(ti)同樣大小的(de)虛(xu)像(xiang)，像(xiang)與物在透鏡的(de)異側；

當物(wu)體為(wei)虛物(wu)，凹(ao)透(tou)鏡到虛物(wu)的(de)距(ju)離為(wei)兩(liang)倍焦距(ju)以外（指絕(jue)對值）時，成倒立、縮小(xiao)的(de)虛像，像與(yu)物(wu)在透(tou)鏡的(de)異側。

如果是厚的彎月(yue)形(xing)凹透鏡，情況會更復雜。當厚度足(zu)夠大(da)時相當于(yu)伽(jia)利(li)略望遠(yuan)鏡，厚度更大(da)時還(huan)會相當于(yu)正透鏡。

結構不同

凸透鏡(jing)是由兩(liang)面磨成(cheng)球面的透明鏡(jing)體(ti)組(zu)成(cheng)。

凹(ao)面鏡(jing)(jing)是(shi)由(you)一面是(shi)凹(ao)面而另一面不透明的鏡(jing)(jing)體組成。

對光線(xian)的作(zuo)用不(bu)同。

成像性質不同。

凸(tu)透鏡是(shi)折射成(cheng)像(xiang) 成(cheng)的像(xiang)可以是(shi) 正、倒；虛、實；放、縮(suo)。

起聚光作用

凹面(mian)鏡是(shi)反射(she)成像 可(ke)以(yi)是(shi)實像或虛像，可(ke)以(yi)是(shi)放大(da)、等大(da)、縮小的像。

起散光(guang)作用透鏡（包括(kuo)凸透鏡）是使(shi)光(guang)線(xian)透過，使(shi)用光(guang)線(xian)折后成像的(de)儀(yi)器(qi)，光(guang)線(xian)遵守(shou)折射定律。

面鏡(jing)（包(bao)括凸面鏡(jing)）不是使光線透過，而(er)是反射(she)回(hui)去成像的儀器，光線遵守反射(she)定律。

凸(tu)(tu)透鏡可以成(cheng)倒立放大(da)(da)、等(deng)大(da)(da)、縮(suo)小的實(shi)像或正(zheng)立放大(da)(da)的虛像。也(ye)可把平(ping)行光會(hui)聚，可把焦點發出的光線折射成(cheng)平(ping)行光。凸(tu)(tu)面鏡只能成(cheng)正(zheng)立縮(suo)小的虛像，主要用擴大(da)(da)視野。

透鏡成像規律

規律口訣

一倍焦(jiao)點分虛實，二倍焦(jiao)點分大小，二倍焦(jiao)點物像(xiang)等(deng)。

實像(xiang)總是(shi)異側(ce)倒。物近(jin)(jin)像(xiang)遠(yuan)像(xiang)變大，物遠(yuan)像(xiang)近(jin)(jin)像(xiang)變小。

虛像(xiang)(xiang)總是(shi)同側正(zheng)。物(wu)遠(yuan)像(xiang)(xiang)遠(yuan)像(xiang)(xiang)變大，物(wu)近像(xiang)(xiang)近像(xiang)(xiang)變小。

像的(de)大(da)小像距定，像兒追著物體跑，物距像距和在(zai)變(bian)。

一倍(bei)焦距分(fen)虛(xu)實,

兩倍(bei)焦距分大(da)小(xiao)。

物近像遠像變大，

物遠像近像變小(xiao)。

注：這里(li)所指(zhi)的一倍(bei)(bei)焦距(ju)(ju)是說平(ping)行光(guang)源通過透鏡匯(hui)聚到主(zhu)光(guang)軸的那一點到透鏡光(guang)心(xin)的距(ju)(ju)離,也(ye)可直接稱為(wei)焦距(ju)(ju)；兩(liang)倍(bei)(bei)焦距(ju)(ju)就是指(zhi)該距(ju)(ju)離的兩(liang)倍(bei)(bei)

凸透鏡成像的兩個分界點：

2f點(dian)(dian)是成(cheng)放大(da)、縮小實(shi)像的(de)分界(jie)點(dian)(dian)；f點(dian)(dian)是成(cheng)實(shi)像、虛像的(de)分界(jie)點(dian)(dian)。

薄透鏡(jing)(jing)成像(xiang)滿足透鏡(jing)(jing)成像(xiang)公式(shi)：

1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透(tou)鏡焦距）

注：透(tou)(tou)鏡(jing)成像公式(shi)是針對(dui)薄透(tou)(tou)鏡(jing)而言，所謂薄透(tou)(tou)鏡(jing)是指透(tou)(tou)鏡(jing)厚(hou)度在計算(suan)物(wu)距、像距等時，可以忽略不計的透(tou)(tou)鏡(jing)。當透(tou)(tou)鏡(jing)很(hen)厚(hou)時，必須考慮透(tou)(tou)鏡(jing)厚(hou)度對(dui)成像的影響(xiang)。

透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)分為凸透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)和凹透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)。凸透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)成(cheng)像(xiang)(xiang)規律就(jiu)是(shi)：物(wu)(wu)(wu)體放在焦點(dian)之外，在凸透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)另一側成(cheng)倒(dao)立的(de)實(shi)像(xiang)(xiang)，實(shi)像(xiang)(xiang)有縮(suo)小、等大(da)(da)(da)、放大(da)(da)(da)三種。物(wu)(wu)(wu)距越(yue)(yue)(yue)(yue)小，像(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)，實(shi)像(xiang)(xiang)越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)。物(wu)(wu)(wu)體放在焦點(dian)之內，在凸透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)同一側成(cheng)正立放大(da)(da)(da)的(de)虛像(xiang)(xiang)。物(wu)(wu)(wu)距越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)，像(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)，虛像(xiang)(xiang)越(yue)(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)。凹透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)對光線(xian)起(qi)發散作用， 它(ta)的(de)成(cheng)像(xiang)(xiang)規律則要復雜得多。

實像虛像

在光學中，由實(shi)際光線匯(hui)聚成的(de)(de)像，稱(cheng)為實(shi)像，能用光屏承接；反(fan)之(zhi)，則稱(cheng)為虛像，只能由眼睛感覺。有經(jing)驗(yan)的(de)(de)物理老師，在講述實(shi)像和虛像的(de)(de)區別(bie)時(shi)，往往會提到這樣一種區分(fen)方法：“實(shi)像都(dou)是倒立的(de)(de)，而(er)虛像都(dou)是正立的(de)(de)。”所謂(wei)“正立”和“倒立”，當然是相(xiang)對于原(yuan)物體而(er)言。

平面(mian)鏡(jing)、凸(tu)面(mian)鏡(jing)和凹(ao)透鏡(jing)所成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)三種(zhong)虛(xu)像(xiang)，都是(shi)正(zheng)立(li)的(de)(de)(de)；而凹(ao)面(mian)鏡(jing)和凸(tu)透鏡(jing)所成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)實像(xiang)，以及小孔成(cheng)(cheng)像(xiang)中(zhong)所成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)實像(xiang)，無一例外(wai)都是(shi)倒立(li)的(de)(de)(de)。當(dang)然，凹(ao)面(mian)鏡(jing)和凸(tu)透鏡(jing)也可以成(cheng)(cheng)虛(xu)像(xiang)，而它們所成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)兩(liang)種(zhong)虛(xu)像(xiang)，同樣是(shi)正(zheng)立(li)的(de)(de)(de)狀態。

那(nei)么人類的(de)(de)(de)眼(yan)(yan)睛所成的(de)(de)(de)像，是(shi)(shi)(shi)實像還是(shi)(shi)(shi)虛像呢？我們知道，人眼(yan)(yan)的(de)(de)(de)結構(gou)相(xiang)當(dang)于一(yi)個凸透鏡，那(nei)么外界物體在視網膜上所成的(de)(de)(de)像，一(yi)定是(shi)(shi)(shi)實像。根據上面(mian)的(de)(de)(de)經驗規律，視網膜上的(de)(de)(de)物像似乎應該是(shi)(shi)(shi)倒立的(de)(de)(de)。可是(shi)(shi)(shi)我們平常(chang)看(kan)見的(de)(de)(de)任何(he)物體，明明是(shi)(shi)(shi)正立的(de)(de)(de)啊？這(zhe)個與“經驗規律”發生沖突的(de)(de)(de)問(wen)題，實際上涉及到(dao)大腦(nao)皮層(ceng)的(de)(de)(de)調整(zheng)作用以及生活(huo)經驗的(de)(de)(de)影響。

當物(wu)體(ti)與凸透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的距離(li)(li)大(da)于透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的一(yi)倍焦(jiao)距小于二(er)倍焦(jiao)距時(shi)，物(wu)體(ti)成(cheng)倒立(li)的像(xiang)，當物(wu)體(ti)從較遠(yuan)處向透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)靠近時(shi)，像(xiang)逐(zhu)漸(jian)變大(da)，像(xiang)到透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的距離(li)(li)也逐(zhu)漸(jian)變大(da)；當物(wu)體(ti)與透(tou)鏡(jing)(jing)(jing)的距離(li)(li)小于焦(jiao)距時(shi)，物(wu)體(ti)成(cheng)放(fang)大(da)的像(xiang)，是虛像(xiang)。

當物體與凸透(tou)鏡(jing)(jing)的距(ju)(ju)離大(da)于(yu)二倍(bei)焦(jiao)距(ju)(ju)時(shi)(shi)，物體成倒立的像(xiang)，這個(ge)像(xiang)是蠟燭(zhu)射向凸透(tou)鏡(jing)(jing)的光經過凸透(tou)鏡(jing)(jing)會聚(ju)(ju)而成的，是實際光線的會聚(ju)(ju)點，能用(yong)光屏承接，是實像(xiang)。當物體與透(tou)鏡(jing)(jing)的距(ju)(ju)離小于(yu)焦(jiao)距(ju)(ju)時(shi)(shi)，物體成正立的虛(xu)像(xiang)。