巧用图解法来分析透镜成像规律

发布时间:2022-03-18 09:55:10   来源:作文大全    点击:   
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在整个几何光学中,都贯穿着一个透镜成像问题,而且根据我们所学知识,我们知道透镜成像公式:

其中,u表示物距,v表示像距,f表示焦距,我们以前一般都直接采用公式法或实验法来求解物距、像距以研究成像规律,现在笔者将采用图像法来研究凸透镜成像规律。

取一直角坐标系,如下图所示,横坐标为物距u,纵坐标为像距v。根据具体的透镜选定“焦交点”,所谓焦交点就是指该点的横坐标与纵坐标分别是透镜物、像方焦距,对于已知焦距f的凸透镜来说,因为凸透镜的焦距f>0,所以焦交点F如图中所示。

对于某一物距,在U轴上找到相应的点u,连接u点和F点并延长交于V轴于v点,则v点即为物距为u时的像距,因此可知对任一物距总能找到其对应的像距。有了此图之后,我们对凸透镜成像规律就已经很清楚了,因为我们只要作出通过焦交点F的直线就可以知道相应的物距和像距,也可以知道它所成的是实像还是虚像。

(1)当直线落在第一象限时,u>0,v>0,表示实物成实像;

(2)当直线落在第二象限时,u<0,v>0,表示虚物成实像;

(3)当直线落在第四象限时,u<0,v<0,表示实物成虚像;

另外从此图中,我们还可以清楚地知道,经过焦交点F的图像不可能落在第三象限,也就是说在凸透镜中,不可能有虚物成虚像的情况出现。由此可见,采用图解法可以很迅速、直观、清晰地反映凸透镜成像规律。

另外,我们还可以用这种方法来研究凹透镜成像规律,求解变化率和像的移动速度。◆

(作者单位:江西省新干中学)

□责任编辑:周瑜芽