【凸面(mian)鏡(jing)】凸面(mian)鏡(jing)成像規律 凸面(mian)鏡(jing)知識(shi)介紹(shao)

凸面鏡(jing)成像，屬于(yu)(yu)光學規律。平行光線投射(she)到凸面鏡(jing)上(shang)，反射(she)的光線將成為散(san)開光線，如果順著反射(she)光線的相反方向延伸到凸面鏡(jing)鏡(jing)面的后面，可會聚并相交于(yu)(yu)一點(dian)(dian)，這一點(dian)(dian)就是凸面鏡(jing)的主(zhu)焦(jiao)點(dian)(dian)（F），屬虛性焦(jiao)點(dian)(dian)。

幾何作圖

凸面(mian)鏡成像的幾(ji)何(he)作(zuo)圖原(yuan)則與(yu)凹面(mian)鏡相同，也就是：

從物體的某一點（A）作(zuo)一與主光(guang)(guang)軸(zhou)平行(xing)的直線(xian)為入射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線(xian)，入射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線(xian)到達球面鏡鏡面時(shi)，發生反射(she)(she)(she)，反射(she)(she)(she)后的方向相反的直線(xian)為反射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線(xian)，此(ci)反射(she)(she)(she)光(guang)(guang)線(xian)必然通過主焦(jiao)點（F）。

從物體的(de)同一(yi)點(dian)(dian)（A）通(tong)過鏡(jing)面的(de)曲(qu)率中心（C）的(de)連線為副軸，此副軸與上(shang)述通(tong)過主焦(jiao)點(dian)(dian)的(de)反射光(guang)線發生相(xiang)交的(de)點(dian)(dian)（A′），即為該(gai)物體成(cheng)像之(zhi)處，

與凹透鏡的區別

凹透鏡

兩側(ce)面(mian)(mian)(mian)均為(wei)球(qiu)面(mian)(mian)(mian)或一(yi)側(ce)是球(qiu)面(mian)(mian)(mian)另一(yi)側(ce)是平(ping)面(mian)(mian)(mian)的透(tou)(tou)(tou)明體，中間部(bu)分(fen)較薄(bo)，稱(cheng)為(wei)凹(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)。分(fen)為(wei)雙凹(ao)、平(ping)凹(ao)及凸凹(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)三種(zhong)。其(qi)(qi)兩面(mian)(mian)(mian)曲率中心之(zhi)(zhi)連線稱(cheng)為(wei)主軸，其(qi)(qi)中央之(zhi)(zhi)點(dian)O稱(cheng)為(wei)光(guang)心。通(tong)過光(guang)心的光(guang)線，無論來自(zi)何方均不折射(she)。平(ping)行主軸的光(guang)束，照于(yu)凹(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)上折射(she)后向四方發散，逆(ni)其(qi)(qi)發散方向的延長線，則(ze)均會于(yu)與光(guang)源同側(ce)之(zhi)(zhi)一(yi)點(dian)F，其(qi)(qi)折射(she)光(guang)線恰如從F點(dian)發出，此點(dian)稱(cheng)為(wei)虛焦(jiao)點(dian)。在透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)兩側(ce)各有一(yi)個。凹(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)又稱(cheng)為(wei)發散透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)。凹(ao)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的焦(jiao)距，是指由(you)焦(jiao)點(dian)到透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)中心的距離。透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的球(qiu)面(mian)(mian)(mian)曲率半徑(jing)越(yue)大其(qi)(qi)焦(jiao)距越(yue)長，如為(wei)薄(bo)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)，則(ze)其(qi)(qi)兩側(ce)之(zhi)(zhi)焦(jiao)距相等。

對于薄凹透鏡：

當物(wu)體為實物(wu)時，成正立、縮小的虛(xu)像，像和物(wu)在透鏡的同(tong)側；

當物(wu)(wu)體為虛(xu)物(wu)(wu)，凹透鏡到(dao)虛(xu)物(wu)(wu)的距離(li)為一倍(bei)焦(jiao)距（指絕對(dui)值）以內(nei)時，成(cheng)正(zheng)立、放(fang)大的實像，像與物(wu)(wu)在透鏡的同側；

當(dang)物(wu)體為(wei)虛物(wu)，凹透鏡到虛物(wu)的距離為(wei)一倍焦距（指(zhi)絕對值）時(shi)，成像于無窮遠；

當物(wu)體為虛物(wu)，凹透鏡到虛物(wu)的距離為一倍焦距以(yi)外兩倍焦距以(yi)內（均指(zhi)絕對值(zhi)）時，成倒立、放(fang)大的虛像，像與物(wu)在透鏡的異(yi)側；

當物(wu)體(ti)為(wei)虛物(wu)，凹透(tou)鏡到(dao)虛物(wu)的(de)距(ju)離為(wei)兩倍(bei)焦距(ju)（指絕對值）時，成(cheng)與物(wu)體(ti)同樣大小(xiao)的(de)虛像，像與物(wu)在透(tou)鏡的(de)異側；

當物體為(wei)虛物，凹透鏡到(dao)虛物的(de)距(ju)離為(wei)兩(liang)倍(bei)焦距(ju)以(yi)外（指絕(jue)對值）時，成倒(dao)立、縮小(xiao)的(de)虛像，像與物在(zai)透鏡的(de)異側。

如果是(shi)厚(hou)的彎(wan)月形凹透(tou)鏡，情(qing)況會更復雜(za)。當厚(hou)度足夠大(da)(da)時相(xiang)當于伽利略望遠(yuan)鏡，厚(hou)度更大(da)(da)時還會相(xiang)當于正透(tou)鏡。

結構不同

凸(tu)透鏡(jing)(jing)是由兩面磨(mo)成球面的透明鏡(jing)(jing)體組成。

凹面鏡(jing)是由一(yi)面是凹面而另一(yi)面不透明的(de)鏡(jing)體組(zu)成(cheng)。

對光線的作用不同。

成像性質不同。

凸透鏡是折射成(cheng)像 成(cheng)的像可以是 正、倒；虛、實(shi)；放、縮。

起聚光作用

凹面(mian)鏡是(shi)反射成像(xiang) 可以是(shi)實像(xiang)或(huo)虛像(xiang)，可以是(shi)放大、等(deng)大、縮小的(de)像(xiang)。

起散光作用透鏡（包括凸透鏡）是(shi)使光線透過，使用光線折(zhe)(zhe)后成像的儀(yi)器(qi)，光線遵(zun)守折(zhe)(zhe)射定(ding)律。

面鏡（包括凸面鏡）不是(shi)使光線透過，而是(shi)反射(she)回去成(cheng)像的儀(yi)器，光線遵守反射(she)定(ding)律。

凸透鏡可(ke)(ke)以成倒立放大(da)、等大(da)、縮小(xiao)的實(shi)像或正立放大(da)的虛像。也可(ke)(ke)把(ba)平行光(guang)會聚，可(ke)(ke)把(ba)焦點發出(chu)的光(guang)線折(zhe)射成平行光(guang)。凸面鏡只能(neng)成正立縮小(xiao)的虛像，主(zhu)要用(yong)擴大(da)視野。

透鏡成像規律

規律口訣

一(yi)倍(bei)焦(jiao)點分虛實，二(er)倍(bei)焦(jiao)點分大小，二(er)倍(bei)焦(jiao)點物像等。

實像(xiang)(xiang)總是異側倒。物近(jin)像(xiang)(xiang)遠像(xiang)(xiang)變(bian)大(da)，物遠像(xiang)(xiang)近(jin)像(xiang)(xiang)變(bian)小。

虛像(xiang)總是同側正。物遠像(xiang)遠像(xiang)變大，物近像(xiang)近像(xiang)變小。

像(xiang)的(de)大小像(xiang)距(ju)定，像(xiang)兒追著(zhu)物體跑(pao)，物距(ju)像(xiang)距(ju)和(he)在變。

一倍焦距分虛實,

兩倍(bei)焦距(ju)分大小。

物近像遠像變大，

物遠像(xiang)近像(xiang)變小。

注：這里所(suo)指(zhi)的(de)一(yi)倍焦(jiao)距(ju)是說(shuo)平行(xing)光(guang)(guang)源通(tong)過透(tou)鏡匯聚到(dao)主光(guang)(guang)軸的(de)那一(yi)點(dian)到(dao)透(tou)鏡光(guang)(guang)心的(de)距(ju)離(li),也可(ke)直(zhi)接稱為焦(jiao)距(ju)；兩倍焦(jiao)距(ju)就(jiu)是指(zhi)該距(ju)離(li)的(de)兩倍

凸透鏡成像的兩個分界點：

2f點(dian)是(shi)成放(fang)大、縮(suo)小(xiao)實像(xiang)的(de)分界(jie)點(dian)；f點(dian)是(shi)成實像(xiang)、虛像(xiang)的(de)分界(jie)點(dian)。

薄(bo)透(tou)鏡成像滿足(zu)透(tou)鏡成像公式：

1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透(tou)鏡焦(jiao)距）

注：透(tou)(tou)鏡(jing)成(cheng)像(xiang)(xiang)公式是針對薄透(tou)(tou)鏡(jing)而言，所謂薄透(tou)(tou)鏡(jing)是指透(tou)(tou)鏡(jing)厚度在計算(suan)物距、像(xiang)(xiang)距等時，可以忽略不計的(de)透(tou)(tou)鏡(jing)。當透(tou)(tou)鏡(jing)很厚時，必須考慮透(tou)(tou)鏡(jing)厚度對成(cheng)像(xiang)(xiang)的(de)影響。

透(tou)(tou)鏡分為(wei)凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡和凹透(tou)(tou)鏡。凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡成(cheng)像(xiang)規律(lv)就是：物體放(fang)在焦點之(zhi)外，在凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡另(ling)一側成(cheng)倒立的(de)實(shi)像(xiang)，實(shi)像(xiang)有縮(suo)小、等(deng)大、放(fang)大三種。物距越(yue)(yue)小，像(xiang)距越(yue)(yue)大，實(shi)像(xiang)越(yue)(yue)大。物體放(fang)在焦點之(zhi)內，在凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡同一側成(cheng)正立放(fang)大的(de)虛像(xiang)。物距越(yue)(yue)大，像(xiang)距越(yue)(yue)大，虛像(xiang)越(yue)(yue)大。凹透(tou)(tou)鏡對光線起(qi)發散作用， 它(ta)的(de)成(cheng)像(xiang)規律(lv)則要復(fu)雜得多。

實像虛像

在(zai)光(guang)學中，由實際光(guang)線(xian)匯聚成(cheng)的(de)像(xiang)(xiang)，稱為實像(xiang)(xiang)，能(neng)用光(guang)屏承(cheng)接；反之，則稱為虛像(xiang)(xiang)，只能(neng)由眼(yan)睛感覺。有(you)經(jing)驗的(de)物(wu)理老師(shi)，在(zai)講述(shu)實像(xiang)(xiang)和虛像(xiang)(xiang)的(de)區別時(shi)，往(wang)往(wang)會(hui)提(ti)到(dao)這樣一種(zhong)區分方法(fa)：“實像(xiang)(xiang)都是(shi)倒(dao)立(li)的(de)，而(er)虛像(xiang)(xiang)都是(shi)正立(li)的(de)。”所(suo)謂(wei)“正立(li)”和“倒(dao)立(li)”，當(dang)然是(shi)相對于原(yuan)物(wu)體而(er)言。

平面(mian)(mian)鏡(jing)、凸(tu)(tu)面(mian)(mian)鏡(jing)和凹透(tou)鏡(jing)所成的(de)(de)三種虛像(xiang)(xiang)，都(dou)是正立的(de)(de)；而凹面(mian)(mian)鏡(jing)和凸(tu)(tu)透(tou)鏡(jing)所成的(de)(de)實像(xiang)(xiang)，以及小孔(kong)成像(xiang)(xiang)中(zhong)所成的(de)(de)實像(xiang)(xiang)，無一例外都(dou)是倒立的(de)(de)。當然，凹面(mian)(mian)鏡(jing)和凸(tu)(tu)透(tou)鏡(jing)也可(ke)以成虛像(xiang)(xiang)，而它們所成的(de)(de)兩種虛像(xiang)(xiang)，同樣是正立的(de)(de)狀態(tai)。

那么人(ren)類(lei)的(de)(de)(de)(de)眼睛所成的(de)(de)(de)(de)像(xiang)(xiang)，是(shi)實像(xiang)(xiang)還(huan)是(shi)虛像(xiang)(xiang)呢？我們(men)知道，人(ren)眼的(de)(de)(de)(de)結構(gou)相當于一個凸透鏡，那么外界物體在視網膜(mo)上所成的(de)(de)(de)(de)像(xiang)(xiang)，一定是(shi)實像(xiang)(xiang)。根(gen)據上面的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)規律，視網膜(mo)上的(de)(de)(de)(de)物像(xiang)(xiang)似乎應該是(shi)倒立的(de)(de)(de)(de)。可是(shi)我們(men)平常看見的(de)(de)(de)(de)任何物體，明明是(shi)正(zheng)立的(de)(de)(de)(de)啊(a)？這(zhe)個與“經(jing)驗(yan)規律”發生沖突的(de)(de)(de)(de)問題，實際上涉(she)及(ji)(ji)到大腦皮層的(de)(de)(de)(de)調整作用(yong)以及(ji)(ji)生活經(jing)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)影響。

當物(wu)體與凸透(tou)鏡(jing)的(de)距(ju)(ju)(ju)離大(da)于透(tou)鏡(jing)的(de)一倍焦距(ju)(ju)(ju)小(xiao)于二倍焦距(ju)(ju)(ju)時，物(wu)體成倒立(li)的(de)像(xiang)(xiang)，當物(wu)體從較遠處(chu)向透(tou)鏡(jing)靠近時，像(xiang)(xiang)逐(zhu)漸(jian)變大(da)，像(xiang)(xiang)到(dao)透(tou)鏡(jing)的(de)距(ju)(ju)(ju)離也(ye)逐(zhu)漸(jian)變大(da)；當物(wu)體與透(tou)鏡(jing)的(de)距(ju)(ju)(ju)離小(xiao)于焦距(ju)(ju)(ju)時，物(wu)體成放大(da)的(de)像(xiang)(xiang)，是虛像(xiang)(xiang)。

當(dang)物體(ti)與凸(tu)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)距(ju)離(li)大于二倍焦(jiao)距(ju)時，物體(ti)成(cheng)倒立的(de)(de)像(xiang)，這個(ge)像(xiang)是蠟燭射向(xiang)凸(tu)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)光經過凸(tu)透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)會聚而(er)成(cheng)的(de)(de)，是實際光線的(de)(de)會聚點，能用光屏承接，是實像(xiang)。當(dang)物體(ti)與透(tou)(tou)(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)距(ju)離(li)小于焦(jiao)距(ju)時，物體(ti)成(cheng)正立的(de)(de)虛像(xiang)。