【凸面鏡】凸面鏡成像(xiang)規律 凸面鏡知識(shi)介紹

凸(tu)(tu)面(mian)鏡(jing)成像，屬于(yu)光(guang)學規律。平行(xing)光(guang)線(xian)(xian)投射到凸(tu)(tu)面(mian)鏡(jing)上，反(fan)射的(de)光(guang)線(xian)(xian)將成為(wei)散開光(guang)線(xian)(xian)，如果順著反(fan)射光(guang)線(xian)(xian)的(de)相反(fan)方向延伸(shen)到凸(tu)(tu)面(mian)鏡(jing)鏡(jing)面(mian)的(de)后(hou)面(mian)，可會聚并相交于(yu)一點，這一點就(jiu)是凸(tu)(tu)面(mian)鏡(jing)的(de)主(zhu)焦點（F），屬虛性焦點。

幾何作圖

凸(tu)面鏡成像的(de)幾(ji)何(he)作圖(tu)原則與(yu)凹面鏡相同，也就是：

從(cong)物體的(de)(de)某一點（A）作一與主光(guang)軸(zhou)平行的(de)(de)直(zhi)線(xian)為(wei)入射(she)(she)光(guang)線(xian)，入射(she)(she)光(guang)線(xian)到達球面鏡(jing)鏡(jing)面時，發(fa)生反(fan)射(she)(she)，反(fan)射(she)(she)后的(de)(de)方向(xiang)相(xiang)反(fan)的(de)(de)直(zhi)線(xian)為(wei)反(fan)射(she)(she)光(guang)線(xian)，此(ci)反(fan)射(she)(she)光(guang)線(xian)必然通過主焦點（F）。

從(cong)物體的同一點（A）通過(guo)鏡(jing)面的曲率中心（C）的連線(xian)(xian)為(wei)副(fu)軸，此副(fu)軸與(yu)上(shang)述通過(guo)主焦點的反射(she)光線(xian)(xian)發生相交的點（A′），即(ji)為(wei)該物體成像之處，

與凹透鏡的區別

凹透鏡

兩側面均(jun)為球面或一(yi)側是球面另一(yi)側是平(ping)(ping)面的(de)(de)(de)透(tou)(tou)(tou)明體，中間部(bu)分(fen)較薄，稱(cheng)為凹(ao)(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)。分(fen)為雙(shuang)凹(ao)(ao)、平(ping)(ping)凹(ao)(ao)及凸(tu)凹(ao)(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)三種(zhong)。其(qi)(qi)兩面曲率中心之(zhi)連(lian)線(xian)稱(cheng)為主(zhu)軸，其(qi)(qi)中央(yang)之(zhi)點(dian)(dian)O稱(cheng)為光心。通過光心的(de)(de)(de)光線(xian)，無(wu)論來自(zi)何(he)方(fang)均(jun)不(bu)折射。平(ping)(ping)行主(zhu)軸的(de)(de)(de)光束，照于(yu)凹(ao)(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)上(shang)折射后向(xiang)四方(fang)發(fa)散(san)，逆其(qi)(qi)發(fa)散(san)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)延長(chang)線(xian)，則(ze)均(jun)會于(yu)與光源同(tong)側之(zhi)一(yi)點(dian)(dian)F，其(qi)(qi)折射光線(xian)恰如從F點(dian)(dian)發(fa)出，此(ci)點(dian)(dian)稱(cheng)為虛焦(jiao)(jiao)點(dian)(dian)。在透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)兩側各有一(yi)個。凹(ao)(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)又稱(cheng)為發(fa)散(san)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)。凹(ao)(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)，是指由焦(jiao)(jiao)點(dian)(dian)到透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)中心的(de)(de)(de)距(ju)(ju)離。透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)球面曲率半徑越大其(qi)(qi)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)越長(chang)，如為薄透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)，則(ze)其(qi)(qi)兩側之(zhi)焦(jiao)(jiao)距(ju)(ju)相(xiang)等。

對于薄凹透鏡：

當(dang)物體為(wei)實物時，成正立、縮小(xiao)的虛(xu)像，像和物在透鏡(jing)的同(tong)側；

當(dang)物體為虛物，凹透鏡到虛物的距離為一倍焦距（指絕(jue)對值）以內(nei)時，成正立、放大的實像(xiang)(xiang)，像(xiang)(xiang)與物在透鏡的同側；

當物(wu)體(ti)為虛(xu)物(wu)，凹透鏡到虛(xu)物(wu)的(de)距離為一倍焦距（指絕(jue)對值(zhi)）時，成(cheng)像(xiang)于無窮遠；

當物體為(wei)虛(xu)物，凹透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)到(dao)虛(xu)物的距離(li)為(wei)一(yi)倍焦距以(yi)(yi)外兩倍焦距以(yi)(yi)內（均指絕對值）時，成倒立、放大(da)的虛(xu)像，像與物在(zai)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的異(yi)側(ce)；

當物(wu)(wu)體為虛物(wu)(wu)，凹透鏡到虛物(wu)(wu)的距離(li)為兩倍焦距（指絕對值）時，成與物(wu)(wu)體同樣大(da)小的虛像，像與物(wu)(wu)在(zai)透鏡的異側；

當物(wu)(wu)體為虛(xu)物(wu)(wu)，凹透鏡到虛(xu)物(wu)(wu)的距(ju)離為兩倍焦(jiao)距(ju)以外（指絕對(dui)值(zhi)）時，成(cheng)倒立(li)、縮小(xiao)的虛(xu)像，像與(yu)物(wu)(wu)在透鏡的異側。

如果是厚(hou)的彎月形凹透(tou)鏡，情(qing)況會(hui)(hui)更復雜。當厚(hou)度足夠大(da)時相當于伽利略望遠鏡，厚(hou)度更大(da)時還會(hui)(hui)相當于正(zheng)透(tou)鏡。

結構不同

凸透(tou)鏡是由兩面(mian)磨成(cheng)球面(mian)的透(tou)明鏡體組成(cheng)。

凹面(mian)鏡(jing)是(shi)由一面(mian)是(shi)凹面(mian)而另一面(mian)不透明的(de)鏡(jing)體組成。

對(dui)光(guang)線的作(zuo)用不同。

成像性質不同。

凸透鏡是折射成像 成的(de)像可以是 正、倒；虛、實；放、縮。

起聚光作用

凹面(mian)鏡是(shi)反射成像(xiang) 可(ke)以是(shi)實像(xiang)或虛(xu)像(xiang)，可(ke)以是(shi)放大、等大、縮小(xiao)的像(xiang)。

起散光(guang)作用透鏡（包括凸透鏡）是使(shi)光(guang)線(xian)透過，使(shi)用光(guang)線(xian)折(zhe)(zhe)后成像(xiang)的儀器，光(guang)線(xian)遵守(shou)折(zhe)(zhe)射定律。

面鏡(jing)（包(bao)括(kuo)凸面鏡(jing)）不是使光線(xian)透過(guo)，而是反射回去成像的儀(yi)器，光線(xian)遵守反射定律。

凸透鏡(jing)可(ke)(ke)以成(cheng)倒立放(fang)大(da)、等大(da)、縮小(xiao)的實(shi)像或正立放(fang)大(da)的虛(xu)像。也可(ke)(ke)把平(ping)行光(guang)會聚，可(ke)(ke)把焦點發出的光(guang)線折(zhe)射成(cheng)平(ping)行光(guang)。凸面鏡(jing)只能(neng)成(cheng)正立縮小(xiao)的虛(xu)像，主要用擴大(da)視野(ye)。

透鏡成像規律

規律口訣

一倍焦(jiao)點(dian)分虛實，二(er)倍焦(jiao)點(dian)分大小，二(er)倍焦(jiao)點(dian)物像等。

實像(xiang)總是異側(ce)倒。物(wu)近像(xiang)遠像(xiang)變大，物(wu)遠像(xiang)近像(xiang)變小(xiao)。

虛像(xiang)總是同側正。物(wu)遠像(xiang)遠像(xiang)變大，物(wu)近像(xiang)近像(xiang)變小。

像(xiang)(xiang)的(de)大小(xiao)像(xiang)(xiang)距(ju)(ju)定，像(xiang)(xiang)兒追著物體(ti)跑，物距(ju)(ju)像(xiang)(xiang)距(ju)(ju)和在變(bian)。

一倍焦距分虛實,

兩(liang)倍焦距分大小。

物(wu)近(jin)像遠像變大(da)，

物(wu)遠像近像變小。

注：這(zhe)里所(suo)指(zhi)的一倍焦距是說平行光(guang)源通過透鏡匯聚到主光(guang)軸的那一點(dian)到透鏡光(guang)心的距離,也可(ke)直接稱為(wei)焦距；兩倍焦距就是指(zhi)該距離的兩倍

凸透鏡成像的兩個分界點：

2f點(dian)(dian)是成(cheng)(cheng)放大、縮(suo)小實像(xiang)的分(fen)界點(dian)(dian)；f點(dian)(dian)是成(cheng)(cheng)實像(xiang)、虛像(xiang)的分(fen)界點(dian)(dian)。

薄透鏡成(cheng)像(xiang)滿足透鏡成(cheng)像(xiang)公式：

1/u(物距(ju))+1/v（像距(ju)）=1/f（透(tou)鏡(jing)焦距(ju)）

注：透(tou)鏡成(cheng)像(xiang)公式是針對薄透(tou)鏡而言(yan)，所謂薄透(tou)鏡是指透(tou)鏡厚(hou)度在(zai)計算物距、像(xiang)距等時，可以忽略不計的透(tou)鏡。當透(tou)鏡很厚(hou)時，必須考慮透(tou)鏡厚(hou)度對成(cheng)像(xiang)的影(ying)響(xiang)。

透鏡(jing)(jing)分(fen)為凸(tu)透鏡(jing)(jing)和凹(ao)透鏡(jing)(jing)。凸(tu)透鏡(jing)(jing)成像(xiang)(xiang)(xiang)規律(lv)就是：物體放(fang)(fang)在(zai)焦點之外(wai)，在(zai)凸(tu)透鏡(jing)(jing)另一側成倒立的實(shi)像(xiang)(xiang)(xiang)，實(shi)像(xiang)(xiang)(xiang)有縮小(xiao)、等大(da)、放(fang)(fang)大(da)三(san)種。物距越(yue)(yue)小(xiao)，像(xiang)(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)大(da)，實(shi)像(xiang)(xiang)(xiang)越(yue)(yue)大(da)。物體放(fang)(fang)在(zai)焦點之內，在(zai)凸(tu)透鏡(jing)(jing)同一側成正立放(fang)(fang)大(da)的虛像(xiang)(xiang)(xiang)。物距越(yue)(yue)大(da)，像(xiang)(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)大(da)，虛像(xiang)(xiang)(xiang)越(yue)(yue)大(da)。凹(ao)透鏡(jing)(jing)對光線起發(fa)散作用， 它的成像(xiang)(xiang)(xiang)規律(lv)則要復(fu)雜得多。

實像虛像

在(zai)光學中，由實(shi)際(ji)光線匯聚成的像(xiang)，稱為(wei)實(shi)像(xiang)，能用光屏承接；反之，則(ze)稱為(wei)虛(xu)像(xiang)，只能由眼睛感覺。有(you)經驗(yan)的物理(li)老師，在(zai)講述實(shi)像(xiang)和(he)虛(xu)像(xiang)的區別時，往往會(hui)提到(dao)這樣一種區分方法(fa)：“實(shi)像(xiang)都是倒立的，而(er)虛(xu)像(xiang)都是正(zheng)立的。”所謂“正(zheng)立”和(he)“倒立”，當然是相對于原物體而(er)言。

平(ping)面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)、凸(tu)面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)(he)(he)凹透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)所成的(de)(de)(de)三(san)種虛(xu)像，都(dou)(dou)是(shi)正立的(de)(de)(de)；而凹面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)(he)(he)凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)所成的(de)(de)(de)實像，以及小(xiao)孔成像中所成的(de)(de)(de)實像，無(wu)一例外(wai)都(dou)(dou)是(shi)倒立的(de)(de)(de)。當然，凹面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)和(he)(he)(he)凸(tu)透鏡(jing)(jing)(jing)(jing)(jing)也可以成虛(xu)像，而它們(men)所成的(de)(de)(de)兩(liang)種虛(xu)像，同樣是(shi)正立的(de)(de)(de)狀態。

那么人(ren)類的眼睛所成(cheng)的像(xiang)，是(shi)實(shi)像(xiang)還是(shi)虛像(xiang)呢？我們知道，人(ren)眼的結構相當于一個(ge)凸透鏡，那么外界物體在視網膜上(shang)所成(cheng)的像(xiang)，一定是(shi)實(shi)像(xiang)。根據上(shang)面的經驗(yan)規(gui)律，視網膜上(shang)的物像(xiang)似(si)乎應該是(shi)倒立(li)的。可是(shi)我們平(ping)常看(kan)見的任何物體，明明是(shi)正(zheng)立(li)的啊？這個(ge)與“經驗(yan)規(gui)律”發生沖突的問題，實(shi)際(ji)上(shang)涉(she)及(ji)到大腦皮層(ceng)的調整作用以及(ji)生活經驗(yan)的影響。

當物(wu)(wu)體(ti)與凸(tu)透(tou)鏡(jing)的(de)(de)距(ju)離大(da)于(yu)透(tou)鏡(jing)的(de)(de)一(yi)倍焦距(ju)小于(yu)二倍焦距(ju)時(shi)，物(wu)(wu)體(ti)成(cheng)倒立的(de)(de)像(xiang)，當物(wu)(wu)體(ti)從較遠處向透(tou)鏡(jing)靠近時(shi)，像(xiang)逐(zhu)漸變大(da)，像(xiang)到透(tou)鏡(jing)的(de)(de)距(ju)離也逐(zhu)漸變大(da)；當物(wu)(wu)體(ti)與透(tou)鏡(jing)的(de)(de)距(ju)離小于(yu)焦距(ju)時(shi)，物(wu)(wu)體(ti)成(cheng)放大(da)的(de)(de)像(xiang)，是虛(xu)像(xiang)。

當(dang)物(wu)體(ti)與凸(tu)透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)距(ju)離大于二倍焦(jiao)距(ju)時，物(wu)體(ti)成(cheng)倒立的(de)(de)(de)像(xiang)(xiang)，這個像(xiang)(xiang)是(shi)蠟(la)燭射向凸(tu)透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)光經過凸(tu)透(tou)鏡(jing)(jing)會聚而成(cheng)的(de)(de)(de)，是(shi)實(shi)際光線(xian)的(de)(de)(de)會聚點，能用光屏(ping)承接，是(shi)實(shi)像(xiang)(xiang)。當(dang)物(wu)體(ti)與透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)距(ju)離小于焦(jiao)距(ju)時，物(wu)體(ti)成(cheng)正立的(de)(de)(de)虛(xu)像(xiang)(xiang)。