【凸(tu)面(mian)鏡】凸(tu)面(mian)鏡成像規律 凸(tu)面(mian)鏡知識(shi)介紹

凸(tu)面(mian)(mian)(mian)鏡成像，屬于光(guang)學規律。平行光(guang)線投射(she)(she)到凸(tu)面(mian)(mian)(mian)鏡上，反(fan)射(she)(she)的(de)(de)光(guang)線將(jiang)成為(wei)散開光(guang)線，如(ru)果順著反(fan)射(she)(she)光(guang)線的(de)(de)相反(fan)方向延伸到凸(tu)面(mian)(mian)(mian)鏡鏡面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)后(hou)面(mian)(mian)(mian)，可會聚并相交于一點(dian)，這一點(dian)就是凸(tu)面(mian)(mian)(mian)鏡的(de)(de)主焦(jiao)點(dian)（F），屬虛性(xing)焦(jiao)點(dian)。

幾何作圖

凸(tu)面鏡(jing)成像的幾何作(zuo)圖(tu)原則(ze)與凹(ao)面鏡(jing)相同，也就是(shi)：

從物體的某一點（A）作(zuo)一與主(zhu)光(guang)軸平(ping)行的直線(xian)(xian)為(wei)入(ru)射光(guang)線(xian)(xian)，入(ru)射光(guang)線(xian)(xian)到達球(qiu)面鏡(jing)鏡(jing)面時，發生反(fan)射，反(fan)射后的方向相反(fan)的直線(xian)(xian)為(wei)反(fan)射光(guang)線(xian)(xian)，此反(fan)射光(guang)線(xian)(xian)必(bi)然通過(guo)主(zhu)焦點（F）。

從物體的(de)同一點(dian)(dian)（A）通過(guo)鏡面的(de)曲率中心（C）的(de)連(lian)線(xian)為(wei)副(fu)軸，此(ci)副(fu)軸與上述通過(guo)主焦(jiao)點(dian)(dian)的(de)反射光線(xian)發生相交的(de)點(dian)(dian)（A′），即為(wei)該物體成像之處，

與凹透鏡的區別

凹透鏡

兩(liang)側(ce)面(mian)均為球面(mian)或(huo)一(yi)側(ce)是球面(mian)另一(yi)側(ce)是平(ping)面(mian)的(de)(de)透(tou)明(ming)體，中(zhong)(zhong)間(jian)部(bu)分(fen)較(jiao)薄(bo)，稱(cheng)(cheng)為凹(ao)透(tou)鏡(jing)(jing)。分(fen)為雙(shuang)凹(ao)、平(ping)凹(ao)及凸凹(ao)透(tou)鏡(jing)(jing)三種(zhong)。其(qi)兩(liang)面(mian)曲(qu)率中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)之(zhi)連線(xian)稱(cheng)(cheng)為主軸(zhou)，其(qi)中(zhong)(zhong)央(yang)之(zhi)點O稱(cheng)(cheng)為光心(xin)(xin)。通過光心(xin)(xin)的(de)(de)光線(xian)，無論來自(zi)何方均不折射(she)(she)。平(ping)行主軸(zhou)的(de)(de)光束，照于凹(ao)透(tou)鏡(jing)(jing)上(shang)折射(she)(she)后向四方發(fa)散，逆(ni)其(qi)發(fa)散方向的(de)(de)延長線(xian)，則均會于與光源同側(ce)之(zhi)一(yi)點F，其(qi)折射(she)(she)光線(xian)恰如從F點發(fa)出，此點稱(cheng)(cheng)為虛焦(jiao)點。在(zai)透(tou)鏡(jing)(jing)兩(liang)側(ce)各(ge)有一(yi)個。凹(ao)透(tou)鏡(jing)(jing)又(you)稱(cheng)(cheng)為發(fa)散透(tou)鏡(jing)(jing)。凹(ao)透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)焦(jiao)距，是指由焦(jiao)點到透(tou)鏡(jing)(jing)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的(de)(de)距離。透(tou)鏡(jing)(jing)的(de)(de)球面(mian)曲(qu)率半徑越大其(qi)焦(jiao)距越長，如為薄(bo)透(tou)鏡(jing)(jing)，則其(qi)兩(liang)側(ce)之(zhi)焦(jiao)距相(xiang)等。

對于薄凹透鏡：

當物(wu)(wu)體為實(shi)物(wu)(wu)時，成(cheng)正立、縮小的虛像，像和物(wu)(wu)在透(tou)鏡的同側(ce)；

當物(wu)體為虛(xu)物(wu)，凹透鏡(jing)到虛(xu)物(wu)的距離為一(yi)倍(bei)焦距（指(zhi)絕對值(zhi)）以內(nei)時，成正立(li)、放(fang)大的實像，像與物(wu)在透鏡(jing)的同側；

當物體為虛(xu)物，凹透鏡到虛(xu)物的距(ju)(ju)離為一倍焦距(ju)(ju)（指絕對值(zhi)）時，成像于無窮遠；

當(dang)物(wu)體(ti)為虛(xu)物(wu)，凹透鏡到(dao)虛(xu)物(wu)的(de)距離為一倍焦(jiao)距以(yi)外兩倍焦(jiao)距以(yi)內（均指絕對(dui)值）時，成(cheng)倒立、放大的(de)虛(xu)像(xiang)，像(xiang)與物(wu)在透鏡的(de)異(yi)側；

當物體(ti)為虛物，凹透(tou)(tou)鏡到虛物的(de)(de)距(ju)離為兩倍焦距(ju)（指(zhi)絕對值）時，成與物體(ti)同(tong)樣大小的(de)(de)虛像，像與物在(zai)透(tou)(tou)鏡的(de)(de)異側(ce)；

當物(wu)(wu)體為(wei)虛物(wu)(wu)，凹透(tou)(tou)鏡(jing)到(dao)虛物(wu)(wu)的(de)距(ju)離為(wei)兩倍焦距(ju)以(yi)外（指絕對值）時(shi)，成(cheng)倒立、縮小的(de)虛像(xiang)，像(xiang)與物(wu)(wu)在(zai)透(tou)(tou)鏡(jing)的(de)異側。

如果是厚(hou)的(de)彎月形凹透(tou)鏡(jing)，情況會更(geng)復雜。當厚(hou)度足夠大時相當于(yu)伽(jia)利略(lve)望(wang)遠鏡(jing)，厚(hou)度更(geng)大時還(huan)會相當于(yu)正透(tou)鏡(jing)。

結構不同

凸透鏡是(shi)由兩面(mian)磨成(cheng)球面(mian)的透明(ming)鏡體組成(cheng)。

凹(ao)面(mian)鏡是由(you)一面(mian)是凹(ao)面(mian)而另一面(mian)不透明的鏡體組成。

對光線的作用不同。

成像性質不同。

凸(tu)透鏡是(shi)折射(she)成像(xiang) 成的像(xiang)可以(yi)是(shi) 正、倒；虛、實；放、縮。

起聚光作用

凹面(mian)鏡是反射成(cheng)像(xiang) 可以(yi)是實像(xiang)或虛像(xiang)，可以(yi)是放大(da)、等大(da)、縮小的像(xiang)。

起散光作用(yong)透(tou)(tou)鏡（包括(kuo)凸(tu)透(tou)(tou)鏡）是(shi)使(shi)光線(xian)透(tou)(tou)過，使(shi)用(yong)光線(xian)折后(hou)成像的儀(yi)器，光線(xian)遵(zun)守折射定律。

面鏡(jing)（包括凸(tu)面鏡(jing)）不是(shi)使光線(xian)透(tou)過(guo)，而是(shi)反射(she)回去(qu)成像的儀器，光線(xian)遵(zun)守(shou)反射(she)定律。

凸透鏡可以成倒(dao)立(li)放大(da)、等大(da)、縮(suo)小的(de)實像(xiang)或正(zheng)立(li)放大(da)的(de)虛(xu)像(xiang)。也可把(ba)平(ping)行(xing)光會聚，可把(ba)焦點(dian)發出的(de)光線折射成平(ping)行(xing)光。凸面鏡只(zhi)能成正(zheng)立(li)縮(suo)小的(de)虛(xu)像(xiang)，主要(yao)用擴大(da)視(shi)野。

透鏡成像規律

規律口訣

一倍焦點(dian)分(fen)虛(xu)實，二(er)倍焦點(dian)分(fen)大小，二(er)倍焦點(dian)物像等。

實像(xiang)(xiang)總(zong)是異側倒。物近(jin)(jin)像(xiang)(xiang)遠(yuan)(yuan)像(xiang)(xiang)變大，物遠(yuan)(yuan)像(xiang)(xiang)近(jin)(jin)像(xiang)(xiang)變小。

虛(xu)像總(zong)是同側正。物(wu)遠像遠像變大，物(wu)近像近像變小。

像(xiang)的大小像(xiang)距(ju)定，像(xiang)兒追(zhui)著(zhu)物(wu)體跑，物(wu)距(ju)像(xiang)距(ju)和在(zai)變。

一倍焦(jiao)距分(fen)虛實(shi),

兩倍焦距(ju)分大(da)小。

物近像遠像變大，

物遠像近像變小。

注：這里所指的一倍(bei)焦距是(shi)說平行光源通過透(tou)鏡匯(hui)聚到(dao)主(zhu)光軸(zhou)的那一點(dian)到(dao)透(tou)鏡光心的距離(li),也可直接稱為焦距；兩倍(bei)焦距就是(shi)指該距離(li)的兩倍(bei)

凸透鏡成像的兩個分界點：

2f點是成放(fang)大、縮小實像的分界點；f點是成實像、虛(xu)像的分界點。

薄透(tou)鏡成像(xiang)滿足(zu)透(tou)鏡成像(xiang)公式(shi)：

1/u(物距(ju)(ju))+1/v（像距(ju)(ju)）=1/f（透鏡焦距(ju)(ju)）

注：透(tou)(tou)鏡成像公式是針對薄(bo)透(tou)(tou)鏡而言，所謂薄(bo)透(tou)(tou)鏡是指透(tou)(tou)鏡厚度(du)在計算物(wu)距、像距等時，可以忽略不計的透(tou)(tou)鏡。當透(tou)(tou)鏡很厚時，必須(xu)考慮透(tou)(tou)鏡厚度(du)對成像的影響(xiang)。

透鏡(jing)(jing)分為凸透鏡(jing)(jing)和凹透鏡(jing)(jing)。凸透鏡(jing)(jing)成像(xiang)(xiang)規律就是：物(wu)體放在焦(jiao)點之(zhi)(zhi)外，在凸透鏡(jing)(jing)另一側(ce)成倒立的實像(xiang)(xiang)，實像(xiang)(xiang)有(you)縮小、等大(da)、放大(da)三種(zhong)。物(wu)距越(yue)(yue)(yue)小，像(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)(yue)大(da)，實像(xiang)(xiang)越(yue)(yue)(yue)大(da)。物(wu)體放在焦(jiao)點之(zhi)(zhi)內，在凸透鏡(jing)(jing)同(tong)一側(ce)成正立放大(da)的虛像(xiang)(xiang)。物(wu)距越(yue)(yue)(yue)大(da)，像(xiang)(xiang)距越(yue)(yue)(yue)大(da)，虛像(xiang)(xiang)越(yue)(yue)(yue)大(da)。凹透鏡(jing)(jing)對光線起發散作用(yong)， 它的成像(xiang)(xiang)規律則(ze)要復雜得(de)多。

實像虛像

在(zai)光學中，由實(shi)際光線匯聚(ju)成的像(xiang)，稱(cheng)為實(shi)像(xiang)，能用光屏(ping)承接；反之，則(ze)稱(cheng)為虛像(xiang)，只能由眼睛感(gan)覺。有經驗(yan)的物理老師，在(zai)講述實(shi)像(xiang)和虛像(xiang)的區別時，往(wang)往(wang)會提到這樣一種區分方(fang)法(fa)：“實(shi)像(xiang)都是倒立的，而虛像(xiang)都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”，當(dang)然(ran)是相對于原物體而言(yan)。

平面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)、凸(tu)(tu)面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)和(he)(he)凹透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)所成(cheng)的三種虛像，都是正立(li)(li)的；而凹面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)和(he)(he)凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)所成(cheng)的實像，以(yi)及小孔成(cheng)像中(zhong)所成(cheng)的實像，無一例外都是倒(dao)立(li)(li)的。當然，凹面(mian)鏡(jing)(jing)(jing)和(he)(he)凸(tu)(tu)透(tou)(tou)鏡(jing)(jing)(jing)也可以(yi)成(cheng)虛像，而它(ta)們所成(cheng)的兩種虛像，同樣是正立(li)(li)的狀態。

那(nei)么(me)(me)人(ren)類的(de)(de)(de)(de)眼睛所成(cheng)的(de)(de)(de)(de)像(xiang)，是(shi)(shi)實(shi)像(xiang)還(huan)是(shi)(shi)虛像(xiang)呢？我們知道，人(ren)眼的(de)(de)(de)(de)結構相當于(yu)一(yi)個凸透鏡，那(nei)么(me)(me)外界物體(ti)在(zai)視(shi)網膜(mo)上(shang)所成(cheng)的(de)(de)(de)(de)像(xiang)，一(yi)定是(shi)(shi)實(shi)像(xiang)。根據上(shang)面的(de)(de)(de)(de)經驗(yan)(yan)規(gui)律(lv)，視(shi)網膜(mo)上(shang)的(de)(de)(de)(de)物像(xiang)似乎(hu)應該是(shi)(shi)倒立的(de)(de)(de)(de)。可是(shi)(shi)我們平(ping)常(chang)看見的(de)(de)(de)(de)任何物體(ti)，明(ming)明(ming)是(shi)(shi)正立的(de)(de)(de)(de)啊？這個與“經驗(yan)(yan)規(gui)律(lv)”發(fa)生沖突的(de)(de)(de)(de)問題(ti)，實(shi)際上(shang)涉及(ji)到(dao)大腦(nao)皮層的(de)(de)(de)(de)調整作用以及(ji)生活經驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)影響。

當(dang)物(wu)(wu)體與凸(tu)透(tou)鏡(jing)(jing)的距離大于透(tou)鏡(jing)(jing)的一倍焦距小于二倍焦距時(shi)(shi)，物(wu)(wu)體成倒立(li)的像(xiang)，當(dang)物(wu)(wu)體從較遠處向透(tou)鏡(jing)(jing)靠近時(shi)(shi)，像(xiang)逐漸(jian)變大，像(xiang)到透(tou)鏡(jing)(jing)的距離也逐漸(jian)變大；當(dang)物(wu)(wu)體與透(tou)鏡(jing)(jing)的距離小于焦距時(shi)(shi)，物(wu)(wu)體成放大的像(xiang)，是(shi)虛像(xiang)。

當物體與凸(tu)(tu)透鏡(jing)的(de)(de)距離大于二倍焦距時，物體成(cheng)倒立(li)的(de)(de)像(xiang)，這個(ge)像(xiang)是蠟燭(zhu)射向凸(tu)(tu)透鏡(jing)的(de)(de)光(guang)經過(guo)凸(tu)(tu)透鏡(jing)會(hui)聚而成(cheng)的(de)(de)，是實際(ji)光(guang)線(xian)的(de)(de)會(hui)聚點，能(neng)用(yong)光(guang)屏承接，是實像(xiang)。當物體與透鏡(jing)的(de)(de)距離小于焦距時，物體成(cheng)正立(li)的(de)(de)虛像(xiang)。