生活中的透镜
从老花镜到显微镜,彻底搞懂凸透镜与凹透镜的成像规律
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生活中的透镜
从老花镜到显微镜,彻底搞懂凸透镜与凹透镜的成像规律
调节像距以成清晰像
拍照时你半按快门,镜头会'咔'地动一下——远处的山、近处的花都能变清晰。这背后就是调节像距。
纸片就是像屏,挪纸找最亮光斑就是在找成像最清晰的位置
虚像
上页我们调像距让屏上得到清晰的像——那是实像。如果物体离凸透镜很近,屏上怎么移都糊了;摘下屏,从透镜这边望过去却看到一个放大的像。这就是虚像。
镜后没有真实的人,眼睛却看到像在那个位置
凸透镜
上页我们讲了虚像的形成,但虚像背后有个「幕后主角」——凸透镜。放大镜、老花镜、投影仪的镜头都是它。这一页,我们看看它到底是什么、靠什么让光拐弯。
漏斗口向内收拢让水流聚成一股;凸透镜的弧面让平行光聚于焦点
实像
上页讲了虚像:光屏接不到,只能透过透镜去看。那能被光屏实实在在接住的像叫什么?就是今天的主角——实像。
光真的聚到幕布上、你能用纸去接;虚像像镜中水月——光根本没去那
照相机成像
上页我们学会了「调节像距以成清晰像」——那这个原理在生活里最经典的应用是什么?照相机。按下快门那一瞬,凸透镜把外界景象在暗箱里画成一个倒立缩小的实像,刚好落在感光元件上。
晶状体≈镜头,瞳孔≈光圈,视网膜≈底片,都成倒立缩小实像
投影仪成像
照相机把大场景缩小塞进底片,投影仪正好相反——把小胶片或PPT放大铺满整面墙。同一只凸透镜,怎么做到完全相反的事?
胶片几厘米见方、银幕几米见方,凸透镜把微小画面「搬运并放大」到远处
放大镜成像
上一节我们看到的实像,都需要光屏来承接,且物体放在焦距以外。把物体移到焦距以内,凸透镜的成像方式就彻底变了——它变成了放大镜,成的像必须由眼睛直接接收。
凸透镜一样,但承接介质从屏幕换成了视网膜
本节要点
- ✓凸透镜成像性质由物距与焦距的关系决定
- ✓物近像远像变大——实像的统一规律
- ✓虚像始终正立放大且与物同侧
- ✓三种应用对应同一透镜的不同物距区间
- ✓像距调节是各类成像设备的核心动作
课后思考
先合上书,自己想清楚再翻参考答案——想的过程比答案更值钱。
参考答案关键物理量是「像距」。物体远近变化→像距也跟着变→镜头前后移动正是在补偿像距变化,保证像刚好落在底片上。
参考答案像距应变长。凸透镜成实像时「物近像远像变大」:3米外比1米外像距更大,镜头要远离光源、靠近幕布方向调节。
参考答案远处高楼物距远大于焦距,凸透镜成倒立缩小的实像(类似照相机),不再正立放大。说明放大镜只在物距小于焦距时才「放大」。