凸透镜成像的规律（知识清单）

知识清单

一、物距和像距

1. 物距：物体到凸透镜光心的距离，常用u表示。
2. 像距：像到凸透镜光心的距离，常用v表示。

二、实验器材

实验中需要的器材：蜡烛、凸透镜（已知焦距）、光屏、光具座等。如下图所示

三、蜡烛、透镜、光屏的放置要求

1. 为了能让像成在光屏的中央，要调节烛焰 、透镜中心和光屏中心，使之在与光具座平行的一条直线上。（另外一种表述： 要调节烛焰 、透镜中心和光屏中心在同一高度）如图所示：
   
2. 一种错误的表述方法：要调节烛焰、透镜中心和光屏中心在同一直线。如图所示：
   

四、凸透镜成像规律图示

备注：下列图片中“F”表示焦点，”P”表示2倍焦距处。

1. u>2f（物距大于2倍焦距）
   
   
2. u=2f（物距等于2倍焦距）
   
   
3. f<u<2f（物距大于1倍焦距小于2倍焦距）
   
   

五、凸透镜成像规律

物距（u）	像距（v）	像的性质	物像位置关系
u＞2f	f<v<2f	倒立缩小的实像	像与物体在凸透镜的异侧
u=2f	v=2f	倒立等大的实像	像与物体在凸透镜的异侧
f<u<2f	v>2f	倒立放大的实像	像与物体在凸透镜的异侧
u=f	——	不成像	——
u<f	——	正立放大的虚像	与物体在凸透镜的同侧

六、像的变化规律

1. 总结凸透镜成像规律，可简要归纳成“一焦分虚实，二焦分大小；成实像时，物近像远像变大；成虚像时，物近像近，像变小。”
   （1）“一焦分虚实”：物体在一倍焦距以内成虚像，一倍焦距以外成实像。
   （2）“二焦分大小”：物距小于二倍焦距，成放大的实像，（焦点除外）；物距大于二倍焦距成缩小的实像。
   （3）“成实像时，物近像远像变大”：成实像时，物体靠近透镜，像远离透镜，像逐渐变大。
   （4）“成虚像时，物近像近像变小”：成虚像时，物体靠近透镜，像也靠近透镜，像逐渐变小。
2. 成实像时的变化如图所示：
   

七、要点提炼

1. 测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm，我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间，太大或太小都不方便）。
2. 操作过程中，应固定好蜡烛、凸透镜，然后移动光屏，直到在光屏上得到一个清晰的像为止，读出物距与像距的大小。
3. 当物距小于焦距时，无论怎样移动光屏，在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏，透过凸透镜观察火焰的成像情况。