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透镜成像以及物距与像距的关系

2023-08-09 15:55:19   1  举报

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透镜是由透明物质（如玻璃、水晶等）制成的一种光学元件。凸透镜：中间厚，边缘薄，有双凸、平凸、凹凸三种；凹透镜：中间薄，边缘厚，有双凹、平凹、凸凹三种。物距就是指物体到透镜光心的距离，像距是像到平面镜（或透镜的光心）之间的距离。

物距和像距的关系

物理

透镜及其应用

光学

作者其他创作

大纲/内容

透镜分类

凸透镜

中间的镜片较边缘的镜片厚，会聚透镜

双凸透镜

平凸透镜

凹凸透镜

凹透镜

中间的镜片较边缘的镜片薄，发散透镜

双凹透镜

平凹透镜

凸凹透镜

凸透镜成像

平行主轴的光折射后经过焦点

通过焦点的光，折射后平行主轴

通过镜心的光不折射

凹透镜成像

平行主轴的光，折射后瞄准自己的焦点发散出去

瞄准对面焦点的光，折射后平行主轴

通过镜心的光不折射

成像特征

物体愈靠近焦点，成像愈大，像距愈远。

眼睛能看到实像，也能看到虚像；纸屏（光屏）只能找到实像。

眼睛见到虚像必须从透镜中才能看到。

凸透镜的成像性质和凹面镜的成像性质类似；凹透镜的成像性质和凸面镜的成像性质类似。

凸透镜可以产生实像或虚像，凸透镜的虚像必为放大正立虚像，且必在物后（不一定在焦点后）。

凹透镜只能产生虚像，凹透镜的虚像必为缩小正立虚像，且必在物前（一定在焦点内）。

实像及虚像的分界点：焦点。正立及倒立的分界点：虚实。放大及缩小的分界点：两倍焦距位置（2F ）

实像一定倒立，虚像一定正立。

成像性质

凸透镜

物体在无穷远处

另一侧的焦点上

物体在两倍焦距外

倒立缩小实像

物体在两倍焦距上

倒立相等实像

物体在焦距～两倍焦距间

倒立放大实像

物体在焦距上

不成像

物体在焦点内

正立放大虚像，同侧

凹透镜

物在焦点之外

像在焦点与镜面之间，缩小正立虚像

物在焦点上

像在焦点与镜面之间，缩小正立虚像

物在焦点内

像在焦点与镜面之间，缩小正立虚像

焦距物距应用题

人可以在水面上看到自己的影像，下列有关这影像性质的叙述，何者正确？

(A)是倒立的实像 (B)是倒立的虚像 (C)是正立的实像 (D)是正立的虚像

【D】

水面上见到自己的影像，如同平面静一般，所见到的为正立相等的虚像。

凹透镜与凸透镜各一面，在两镜之间的焦点F2重合，同轴而立，则下列各图所绘光线经两透镜所走之路径何者正确？（ F1、 F2、 F3均为焦点）

【B】

凸透镜会聚光，所以向中央接近，凹透镜散光，所以会像两端发散折射。
从焦点发出的光，经过凸透镜折射后平行主轴，对凹透镜而言是平行光，平行光是渺准自己一边的焦点，向外发散射出。
(A)平行主轴的光，经凸透镜折射后通过焦点，射至凹透镜后，应向外篇折，所以不应通过焦点。
凹透镜应将光线向外散开，但是(A)(C)(D)的途中，凹透镜均为会聚，因此皆为错误。

光经过某物体后，其进行方向如图，则此物体可能

(A)凸透镜 (B)凹透镜 (C)三稜鏡 (D)凸面镜

【B】

虽然射出的光线仍为发散，但是聚焦有向后延长的情形，因此为发散的特征，所以此镜为凹透镜，因折射所造成的发散效果。

取两个「平凹透镜」，以两透镜的凹面互相贴合，中间处即形成由空气组成的「双凸透镜」，若以平行主轴的光线照射此透镜组，如附图所示。则会呈现下列何种情形？

(A)光线产生会聚 (B)光线产生发散 (C)光线直接平行穿过 (D)光线无法穿过

【B】

一般的凸透镜为空气->玻璃->空气(快->慢->快)，光线会向中间折射，属于会聚透镜；但是此图为玻璃->空气->玻璃(慢->快->慢)，因此形成发散透镜。

有一凸透镜焦距为15公分，一个物体放在凸透镜左侧，距凸透镜10公分处，可以：

A)在凸透镜左侧的纸屏上形成放大的倒立实像 (B)在凸透镜右侧的纸屏上形成放大的倒立实像
(C)透过凸透镜看到左侧有一个放大的正立虚像 ( D)透过凸透镜看到右侧有一个放大的正立虚像

【C】

凸透镜的焦距15cm，物体放在10cm处，为焦点内，因此为正立放大虚像。