㈠ 請解釋一下凹透鏡和凸透鏡的原理,請不要重復!謝謝!
凹透鏡亦稱為負球透鏡,鏡片的中央薄,周邊厚,呈凹形,所以又叫凹透鏡。凹透鏡對光有發散作用。平行光線通過凹球面透鏡發生偏折後,光線發散,成為發散光線,不可能形成實性焦點,沿著散開光線的反向延長線,在投射光線的同一側交於F點,形成的是一虛焦點。
凹透鏡成像的幾何作圖與凸透鏡者原則相同。從物體的頂端亦作為兩條直線:一條平行於主光軸,經過凹透鏡後偏折為發散光線,將此折射光線相反方向返回至主焦點;另一條通過透鏡的光學中心點,這兩條直線相交於一點,此為物體的像。
凹透鏡所成的像總是小於物體的、直立的虛像,凹透鏡主要用於矯正近視眼。
兩側面均為球面或一側是球面另一側是平面的透明體,中間部分舉卜較薄,稱為凹透鏡。在光疏介質中使用時,能對入射光束起發散作用,故又稱發散透鏡。又因其焦距為負,又稱負透鏡。對薄的凹透鏡,成像公式、橫向放大率公式和符號法則均與凸透鏡同。
分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。其兩面曲率中心之連線稱為主軸,其中央之點O稱為光心。通過光心的光線,無論來自何方均不折射。平行主軸之光束,照於凹透鏡上折射後向四方發散,逆其發散方向的延長線,則均會於與光源同側之一點F,其折射光線恰如從F點發出,此點稱為虛焦點。在透鏡兩側各有一個。凹透鏡又稱為發散透鏡。凹透鏡的焦距,是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的球面曲率半徑越大其焦距越長,如為薄透鏡,則其兩側之焦距相等。
凹透鏡所成的像總是小於物體的
凸透鏡(convexlens)
凸透鏡是根據光的折射原理製成的。凸透鏡是中央部分較厚的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸(或正彎月形)等形式,薄凸透鏡有會聚作用故又稱聚光透鏡,較厚的凸透鏡則有望遠、會聚等作用,這與透鏡的厚度有關。
將平行光線(如陽光)平行於軸(凸透鏡兩個球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸)射入凸透鏡,光在透鏡的兩面經過兩次折射後,集中在軸上的一點,此點叫做凸透鏡的焦點(記號為F,英文為:focus),凸透鏡在鏡的兩側各有一焦點,如為薄透鏡時,此兩焦點至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點到透鏡中心的距離,通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小,焦距(記號為:f,英文為:focallength)越短。凸透鏡可用於放大鏡、老花眼及遠視的人戴的眼鏡、攝影機、電影放映機、顯微鏡、望遠鏡的透鏡(lens)等。
透鏡成像滿足透鏡成像公式:
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透鏡焦距)
(關於符號的正負:當物為實物時,1/u為正號,當物體為虛物時,1/u為負號。同樣,當像為實像時,敗答斗1/v為正號,當像為虛像時,1/v為負號)
凸透鏡與凹透鏡的區別方法:
1。觸摸法(中間薄邊緣厚是凹透鏡,中間厚邊緣薄時凸透鏡)
2。聚焦法(射入平行光,匯聚的是凸透鏡,發散的是凹透鏡)
3。用眼看(把透鏡放到字下,看照後的字是放大還是縮小)
[編輯本段]凸透鏡成像
物體放在焦點之外,在凸透鏡另一側成倒立的實像,實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點之內,在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越大,像距越大,虛像越大。
在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏承接;反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師,在講述實像和虛像的區別時,往往會提到這樣一種區分方法:「實像都是倒立的,而虛像都是正立的。」所謂「正立」和「倒立」,當然是相對於原物體而言。
平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的;而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的。當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣察磨是正立的狀態。
那麼人類的眼睛所成的像,是實像還是虛像呢?我們知道,人眼的結構相當於一個凸透鏡,那麼外界物體在視網膜上所成的像,一定是實像。根據上面的經驗規律,視網膜上的物像似乎應該是倒立的。可是我們平常看見的任何物體,明明是正立的啊?這個與「經驗規律」發生沖突的問題,實際上涉及到大腦皮層的調整作用以及生活經驗的影響。
當物體與凸透鏡的距離大於透鏡的焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變大;當物體與透鏡的距離小於焦距時,物體成放大的像,這個像不是實際折射光線的會聚點,而是它們的反向延長線的交點,用光屏接收不到,是虛像。可與平面鏡所成的虛像對比(不能用光屏接收到,只能用眼睛看到)。
當物體與透鏡的距離大於焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像。當物體與透鏡的距離小於焦距時,物體成正立的虛像。
與凸透鏡的區別
一.結構不同
凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成
凹面鏡是由一面是凹面而另一面不透明的鏡體組成
二.對光線的作用不同
凸透鏡主要對光線起會聚作用
凹面鏡主要對光線起發散作用
三.成像性質不同
凸透鏡是折射成像
凹面鏡是反射成像凸透鏡是折射成像成的像可以是正、倒;虛、實;放、縮。起聚光作用
凹面鏡是反射成像只能成縮小的正立像。起散光作用透鏡(包括凸透鏡)是使光線透過,使用光線折後成像的儀器,光線尊守折射定律。面鏡(包括凸面鏡)不是使光線透過,而是反射回去成像的儀器,光線遵守反射定律。
凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實像或正立放大的虛像。可把平行光會聚於焦點,也可把焦點發出的光線折射成平行光。凸面鏡只能成正立縮小的虛像,主要用擴大視野。
(1)二倍焦距以外,倒立縮小實像;
一倍焦距到二倍焦距,倒立放大實像;
一倍焦距以內,正立放大虛像;
成實像物和像在凸透鏡異側,成虛像在凸透鏡同側。
(2)
一倍焦距分虛實
兩倍焦距分大小
凸透鏡成像規律表格
物體到透鏡的距離u像的大小像的正倒像的虛實像到透鏡的距離v應用實例
u>2f,縮小倒立實像2f>v>f照相機
u=2f,等大倒立實像v=2f
2f>u>f放大倒立實像v>2f放映機,幻燈機,投影機
u=f無無無平行光源:探照燈
u<f放大正立虛像無虛像在物體同側放大鏡
(3)凸透鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f
利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路:
(1)、物體處於2倍焦距以外
(2)、物體處於2倍焦距和1倍焦距之間
(3)、物體處於焦點以內
(4)、凹透鏡成像光路
實驗研究凸透鏡的成像規律是:當物距在一倍焦距以內時,得到正立、放大的虛像;在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像;在二倍焦距以外時,得到倒立、縮小的實像。
該實驗就是為了研究證實這個規律。實驗中,有下面這個表:
物距u像的性質像的位置
正立或倒立放大或縮小虛像或實像與物同側與異側像距v
u>2f倒立縮小實像異側f<v<2f
u=2f倒立等大實像異側v=2f此時物體與像的距離是最小的,既4倍焦距。
f<u<2f倒立放大實像異側v>2f
u=f不成像,因為v=無限大(平行,所以無限大)
u<f正立放大虛像同側u,v同側
這就是為了證實那個規律而設計的表格。其實,透鏡成像滿足透鏡成像公式:
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透鏡焦距)
照相機運用的就是凸透鏡的成像規律
鏡頭就是一個凸透鏡,要照的景物就是物體,膠片就是屏幕
照射在物體上的光經過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最後的膠片上
膠片上塗有一層對光敏感的物質,它在曝光後發生化學變化,物體的像就被記錄在膠卷上
至於物距、像距的關系與凸透鏡的成像規律完全一樣
物體靠近時,像越來越遠,越來越大,最後再同側成虛像。
另外,物在無窮遠處的時候,像可以近似地認為在焦點。(正因為這樣,傻瓜相機不用調焦)
物遠離凸透鏡,像也遠離凸透鏡。物往哪裡走,像就往哪裡走。
當物從無窮遠處移動至距離像2F處,則物的移動速度比像要快。
㈡ 凸透鏡、凹透鏡、凸面鏡、凹面鏡在生活中有什麼應用
凸透鏡:放大鏡,望遠鏡投影儀探照燈遠視眼鏡
凹透鏡貓眼矯正近視眼
凸面鏡安置在路邊增大視野
凹面鏡會聚光線太陽灶,燈罩