¿Cómo puedo memorizar las reglas de imágenes de lentes convexas en la sección de física de la escuela secundaria? (No escuché en clase y no entendí lo que significaba)
En óptica, la imagen formada por la convergencia de rayos de luz reales se llama imagen real, que puede ser capturada por una pantalla de luz, en caso contrario, se llama imagen virtual, que sólo puede ser sentida por; los ojos. Cuando se habla de la diferencia entre imágenes reales e imágenes virtuales, a menudo se menciona esta distinción: "Las imágenes reales están todas invertidas, mientras que las imágenes virtuales están todas verticales". vertical. Las imágenes reales formadas por espejos cóncavos y lentes convexos, así como las imágenes reales formadas por imágenes de agujeros pequeños, están todas invertidas sin excepción. Por supuesto, las lentes cóncavas y convexas también pueden formar imágenes reales, y las dos imágenes reales que forman también están invertidas. Entonces, ¿la imagen formada por los ojos humanos es una imagen real o una imagen virtual? Sabemos que la estructura del ojo humano es equivalente a una lente convexa, por lo que la imagen formada por los objetos externos en la retina debe ser una imagen real. Según las reglas empíricas anteriores, la imagen del objeto en la retina parece estar al revés. Pero cualquier objeto que vemos habitualmente está obviamente en posición vertical, ¿verdad? Este conflicto con la experiencia y las reglas involucra en realidad la función de ajuste de la corteza cerebral y la influencia de la experiencia de vida.
Cuando la distancia entre el objeto y la lente convexa es mayor que la distancia focal de la lente, el objeto forma una imagen invertida. Cuando el objeto se acerca a la lente desde la distancia, la imagen se hace más grande gradualmente. y la distancia entre la imagen y la lente también aumenta gradualmente. Cuando la distancia entre el objeto y la lente es menor que la distancia focal, el objeto se convierte en una imagen ampliada. Esta imagen no es el punto de convergencia de la luz refractada real. , pero la intersección de sus líneas de extensión inversas no se puede recibir con una pantalla de luz y es una imagen virtual. Contraste de imagen virtual formado por un espejo plano (no se puede recibir con una pantalla de luz, sólo se puede ver con los ojos). Cuando la distancia entre el objeto y la lente es mayor que 1 vez la distancia focal, el objeto forma una imagen invertida. Esto es como la luz de una vela dirigida a una lente convexa que es condensada por la lente convexa. punto de la luz real y puede ser capturado por una pantalla de luz. Es una imagen real. Cuando la distancia entre el objeto y la lente es inferior a 1 vez la distancia focal, el objeto forma una imagen virtual vertical. Cuando el objeto está infinitamente lejos, la imagen formada está infinitamente cerca de 1 vez la distancia focal, pero siempre más lejos que 1 vez la distancia focal
La diferencia entre editar este párrafo y lente cóncava
Diferentes estructuras
Una lente convexa se compone de un cuerpo de espejo transparente con dos lados rectificados en superficies esféricas. Los bordes de la lente convexa son delgados y el medio es grueso. Una lente cóncava se compone de un cuerpo de espejo transparente con superficies esféricas cóncavas en ambos lados. La lente cóncava es gruesa en los bordes y delgada en el medio. .
Tienen diferentes efectos sobre la luz
Las lentes convexas tienen principalmente un efecto convergente sobre la luz, mientras que las lentes cóncavas tienen principalmente un efecto divergente sobre la luz
Diferentes propiedades de imagen
Las lentes convexas son imágenes refractivas y la imagen resultante puede ser vertical o invertida; virtual o real, amplificada o reducida; Actúa como concentrador de luz. Las lentes cóncavas producen imágenes refractivas y sólo pueden formar una imagen virtual vertical reducida. Actúa astigmatismo.
Lentes y Espejos
Las lentes (incluidas las lentes convexas) son instrumentos que permiten el paso de la luz y la utilizan para refractar y formar imágenes. La luz obedece a la ley de refracción. Los espejos (incluidos los espejos convexos) no transmiten luz, sino que la reflejan para formar imágenes. La luz obedece a la ley de la reflexión. Una lente convexa puede crear una imagen real ampliada, igual o reducida invertida o una imagen virtual ampliada vertical. Puede hacer converger luz paralela al foco o refractar la luz emitida desde el foco en luz paralela. Los espejos cóncavos sólo pueden formar imágenes virtuales verticales y reducidas y se utilizan principalmente para ampliar el campo de visión.
Edite los detalles de este párrafo
La relación entre la distancia del objeto (u) y
la distancia focal (f) La distancia de la imagen (v) y la distancia focal ( f)
p>
O la relación entre la distancia del objeto (u), el mismo lado o el lado opuesto, el tamaño vertical e invertido, las características de la aplicación virtual y real
ugt; 2f flt; 2f lado opuesto invertido cámara de imagen real reducida
u=2f v=2f Punto divisorio de tamaño de distancia focal de imagen real ampliada invertida
flt; ult; 2f vgt; 2f lado opuesto invertido proyector de imagen real ampliada
Proyector de diapositivas
u=f - (luz paralela similar incidente desde una distancia infinita) sin imágenes - - - luz paralela fuente distancia focal punto divisorio real y virtual
ult; f vgt; u lo mismo La lupa vertical lateral magnifica la imagen virtual La imagen virtual de la lupa está en el mismo lado del objeto y es la misma. lado de la imagen del objeto. La imagen virtual está detrás del objeto.
(1) Más allá del doble de la distancia focal, el zoom invertido reduce la imagen real
De hecho, la imagen de la lente satisface la fórmula de imagen de la lente: 1/u (distancia del objeto) 1/v (distancia de la imagen) = 1/f (distancia focal de la lente) La cámara utiliza la ley de imagen de una lente convexa. Lente convexa, y la escena a fotografiar es el objeto, la película es la luz que la pantalla proyecta sobre el objeto a través de una reflexión difusa a través de una lente convexa para formar una imagen del objeto. El material sensible en la película final sufre cambios químicos después de la exposición y la imagen del objeto se registra. La relación entre la distancia del objeto y la distancia de la imagen en la película es exactamente la misma que la ley de imagen de una lente convexa. , la imagen se aleja cada vez más, se hace cada vez más grande y finalmente se convierte en una imagen virtual del mismo lado. Cuando la distancia del objeto aumenta, la distancia de la imagen disminuye y la imagen se vuelve más pequeña; cuando la distancia del objeto disminuye, la distancia de la imagen aumenta y la imagen se hace más grande; Una vez la distancia focal divide lo virtual y lo real, y el doble de la distancia focal divide lo grande y lo pequeño. Tabla de reglas de imagen de lentes convexas:
Imagen real, la imagen cercana de un objeto se hace más grande y la imagen lejana se hace más grande. Un punto focal divide la imagen real y la virtual, y los dos puntos focales dividen la imagen. Imagen virtual La imagen lejana del objeto se vuelve más grande La imagen real se invierte La imagen distante del objeto se vuelve más pequeña (4) Cuando es una imagen virtual, los lados izquierdo y derecho del objeto y la imagen son consistentes. la parte superior y la inferior son iguales; cuando se trata de una imagen real, los lados izquierdo y derecho del objeto y la imagen son opuestos, y los lados superior e inferior son opuestos. (5) Hay dos puntos divisorios para las imágenes con lentes convexas: el punto 2f es el punto divisorio para ampliar la imagen real y el punto f es el punto divisorio para formar una imagen real y una imagen virtual;
Edite el método de derivación de reglas de este párrafo
La regla de imagen de una lente convexa es 1/u 1/v=1/f (es decir: la suma del recíproco del objeto la distancia y el recíproco de la distancia de la imagen es igual al recíproco de la distancia focal): existen dos métodos de derivación. Son "método geométrico" y "método de función" respectivamente
Edite este párrafo Método geométrico
La pregunta es como se muestra a la derecha, use el método geométrico para demostrar 1/u 1 /v=1/f. Método geométrico para derivar la ley de imagen de lentes convexas
Resolver ∵△ABO∽△A'B'O ∴AB：A'B'=u：v ∵△COF∽△A'B'F ∴ CO：A' B'=f: (v-f) ∵El cuadrilátero ABOC es un rectángulo∴AB=CO ∴AB: A'B'=f: (v-f) ∴u: v=f: (v-f) ∴u(v-f) =vf ∴uv- uf=vf ∵uvf≠0 ∴(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf ∴1/f-1/v=1/u Es decir: 1/u 1/v= 1/f
Edite este párrafo Método funcional
La pregunta es como se muestra a la derecha, use el método funcional para probar 1/u 1/v=1/f.
Solución básica: la imagen de la derecha es un diagrama esquemático de imágenes con lentes convexas. Donde c es la longitud del objeto fotografiado y d es la longitud de la imagen formada por el objeto. u es la distancia al objeto, v es la distancia de la imagen y f es la distancia focal. Paso 2 (1) Para facilitar el uso del método de función para resolver este problema, el eje óptico principal de la lente convexa está relacionado (es decir, coincide) con el eje de abscisas (eje x) del sistema de coordenadas plano rectangular, y la superficie refractiva ideal de la lente convexa está asociada con la asociación del eje de ordenadas (eje x), que asocia el centro óptico de la lente convexa con el origen de las coordenadas. Entonces: las coordenadas del punto A son (-u, c), las coordenadas del punto F son (f, 0), las coordenadas del punto A' son (v, -d) y las coordenadas del punto C son (0 ,c). (2) Extienda AA' y A'C en las líneas rectas l1 y l2 en ambas direcciones, que se consideran dos imágenes funcionales. Se puede ver en la imagen que la línea recta l1 es una imagen de función proporcional y la línea recta l2 es una imagen de función lineal.
(3) Suponga que la fórmula analítica de la línea recta l1 es y = k1x, y la fórmula analítica de la línea recta l2 es y = k2x b. Según el significado de la pregunta, ponga A (-u, c), A'(. v,-d), C(0, c) Sustituye la fórmula analítica correspondiente para obtener el sistema de ecuaciones: c=-u·k1 -d=k2v b c=d Trata k1 y k2 como números desconocidos y resuelve: k1=- (c/u)k2=-(c/f) ∴La fórmula analítica de las dos funciones es: y=-(c/u)x y=-(c/f)x c ∴Las coordenadas (x, y) de la El punto de intersección A' de las dos funciones se ajusta al sistema de ecuaciones y=-(c/u)x y =-(c/f)x c ∵A'(v,-d) ∴ Sustituyendo en: -d=-( c/u)v -d=-(c/f)v c ∴-(c/u)v= -(c/f)v-c=-d ∴(c/u)v=(c/f)v-c=d cv/u=(cv/f)-c fcv=ucv-ucf fv=uv-uf ∵uvf≠ 0 ∴fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf) ∴1/u=1/f- 1/v Es decir: 1/u 1/v=1/f
Editar esta memoria regular de segmento
1.ugt; 2f, imagen real invertida y reducida vlt; La cámara 2f se abrevia como: exterior, media, pequeña y real (o la imagen lejana del objeto se vuelve más pequeña y la imagen cercana se vuelve más pequeña) 2.u=2f, la imagen real invertida v=2f se puede usar para medir la focal longitud de una lente convexa La abreviatura es: dos-dos imágenes reales invertidas 3.2fgt (O la imagen cercana del objeto se hace más grande y la imagen lejana se hace más grande) 4.u=f Sin imágenes Fuente de luz paralela: Reflector. La abreviatura es: No hay imágenes en el punto 5.ult; f La imagen virtual ampliada verticalmente no tiene imagen virtual La lupa en el mismo lado del objeto se abrevia como: Nota falsa dentro del punto: u mayor que 2f se llama simplemente. lejos - más lejos de la lente convexa; u menor que 2f y mayor que f simplemente se llama cerca - más cerca de la lente convexa Consejos para la memoria: Objetos con tres imágenes, dos pequeñas, reales, dos imágenes, tres invertidas, grandes En el mismo lado del objeto real y la imagen, la imagen cercana del objeto virtual se hace más grande y la imagen cercana del objeto virtual se vuelve más pequeña 1 vez la distancia focal se divide en objetos virtuales y reales, y 2 veces la distancia focal es. dividido en grandes y pequeños.
Edita la aplicación de lente convexa en esta sección
La lente de la cámara equivale a una lente convexa, y el negativo de la foto es la imagen que se forma al tomar una foto. Los proyectores, proyectores de diapositivas, proyectores, lupas, reflectores, cámaras fotográficas y cámaras utilizan lentes convexas que perfeccionan nuestras vidas y se utilizan en nuestras vidas en todo momento. Las gafas para hipermetropía tienen lentes convexas y las gafas para miopía tienen lentes cóncavas. Además, las lentes convexas también se utilizan para: 1. Fotografía y vídeo 2. Proyecciones, presentaciones de diapositivas, películas 3. Se utilizan para iluminación de efectos especiales (enfocando en varios colores) 4. Se utilizan para formar imágenes virtuales para ampliar texto, piezas de trabajo, mapas , etc.
Ejemplos de aplicación de lentes convexas
Ejemplo 1 Una anciana usa una lupa para leer la hora Para ver una imagen más grande y clara, a menudo hace esto (. ) A. Mantenga quietos el periódico y la lupa y mantenga los ojos alejados del periódico B. Mantén la vista quieta y la lupa más alejada del periódico C. Mantenga quietos el periódico y la lupa y mantenga los ojos más cerca del periódico D. Mantenga los ojos quietos y la lupa más cerca de la cámara Análisis: La lupa es una lente convexa. Del experimento de imágenes de lentes convexas, se puede ver que cuando el objeto está dentro de una distancia focal, mayor es la distancia del objeto. cuanto mayor sea la distancia de la imagen y más grande será la imagen. También se puede concluir del principio de formación de imágenes que los rayos de luz paralelos al eje principal permanecen sin cambios y, a medida que el objeto se aleja de la lente, la luz que pasa a través del centro óptico se vuelve cada vez más suave, por lo que el punto de intersección de los Cuanto más alejadas de la lente están las líneas de extensión inversas de los dos rayos, más grande es la imagen. Es decir, dentro de una distancia focal, cuanto más cerca esté el objeto del foco, más grande será la imagen. Entonces la respuesta es B. Ejemplo 2 Xiao Ming sostiene una lupa experimental de gran diámetro y estira los brazos para mirar objetos en la distancia. Puede ver la imagen del objeto. La siguiente afirmación es ( ) A. La luz que entra al ojo debe ser emitida por la imagen B. La imagen debe ser una imagen virtual C. La imagen debe estar al revés D. La imagen debe ampliarse Análisis: La lupa es una lente convexa. Cuando sostienes la lente convexa y estiras el brazo para mirar un objeto distante, la distancia del objeto es mucho mayor que el doble de la distancia focal, por lo que la imagen será. ligeramente mayor que el doble de la distancia focal en el lado interno de la mano.
El ojo humano está a un brazo de distancia, por lo que la luz que entra al ojo humano debe ser la luz que se refracta y luego se separa en una imagen. La vemos como si viniera de la imagen. Esta imagen debe ser una imagen real invertida y reducida. Entonces la respuesta es C. En la opción A, no toda la luz que entra al ojo humano se emite desde la imagen. 2. Aplicación como lente de proyector Ejemplo 3 Al proyectar una película en zonas rurales, al probar la lente, encontré que la imagen en la pantalla era un poco más pequeña. ¿Cómo debo ajustar el proyector ( ) A. El proyector debe estar más lejos de la pantalla y la película debe estar más lejos de la lente B. El proyector está más alejado de la pantalla y la película está más cerca de la lente C. El proyector está más cerca de la pantalla y la película está más alejada de la lente D. El proyector está más cerca de la pantalla y la película está más cerca de la lente. Análisis: esta es una pregunta sobre lentes convexas. La distancia focal de la lente del proyector de películas (lente convexa) es constante. cuanto más cerca esté la película del enfoque de la lente, menor será la distancia entre la película y el enfoque de la lente. Cuanto más grande sea la imagen, más lejos estará la pantalla de la lente. Imágenes con lentes convexas, cuanto más cerca esté el objeto del foco, más grande será la imagen y más lejos estará la imagen de la lente convexa (esta regla se aplica tanto a imágenes reales como virtuales). Por el contrario, cuanto más lejos esté el objeto de la lente convexa, más pequeña será la imagen real y más cerca estará la imagen del foco. Imágenes con lentes cóncavas: cuanto más lejos esté el objeto de la lente cóncava, más pequeña será la imagen formada y más cerca estará la imagen del foco virtual. Del análisis anterior, podemos ver que la opción correcta para esta pregunta es B. 3. Aplicación como lente de cámara Ejemplo 4: Después de tomar una foto grupal de graduación, un compañero quería tomar un solo retrato. El enfoque que debe adoptar el fotógrafo es ( ) A. Acerque la cámara al compañero y al mismo tiempo retraiga la lente más cerca de la película B. Acerque la cámara al compañero y, al mismo tiempo, extienda la lente hacia adelante y hacia afuera de la película C. Aleja la cámara de tus compañeros y acerca la lente a la película D. Aleje la cámara de los compañeros y, al mismo tiempo, extienda la lente hacia adelante y alejándose de la película Análisis: La lente de la cámara equivale a una lente convexa. Detrás de la lente hay una cámara oscura y la película está instalada en la parte inferior de la cámara oscura. La película actúa como una pantalla de luz. Después de tomar una fotografía grupal y luego tomar un solo retrato, la imagen se hará más grande. Para agrandar la imagen al tomar imágenes, se debe reducir la distancia del objeto y aumentar la distancia de la imagen al mismo tiempo, es decir, alargando la cámara oscura o extendiendo la lente hacia adelante. Del análisis anterior, podemos ver que la opción correcta para esta pregunta es B. Ejemplo 5 Cuando se utiliza una cámara para fotografiar un objeto en el fondo de una piscina, si la posición de la cámara permanece sin cambios y se comparan las dos situaciones con y sin agua en la piscina (asumiendo que en ambos casos, los objetos vistos por el ojo humano son de igual tamaño), entonces cuando hay agua ( ) A. La cámara oscura debería ser un poco más corta y la imagen obtenida será un poco más grande B. La cámara oscura debería ser un poco más corta y la imagen obtenida será un poco más pequeña C. La cámara oscura debería ser un poco más larga y la imagen obtenida será un poco más grande D. La cámara oscura debe ser un poco más larga y la imagen obtenida será un poco más pequeña. Análisis: De acuerdo con el principio de imagen de la cámara, cuando la distancia del objeto disminuye, la distancia de la imagen aumenta para obtener una imagen clara del objeto. película, la cámara oscura debe alargarse adecuadamente y, al mismo tiempo, la imagen de la película será un poco más grande que la imagen original. En este ejemplo, la distancia del objeto en el fondo de la piscina con respecto a la lente de la cámara es diferente cuando hay agua y cuando no hay agua debido a la refracción de la luz, cuando hay agua en la piscina, es diferente; equivalente a reducir la distancia al objeto. Según el principio de imagen, la opción correcta es C. Ejemplo 6 Cuando el personal de topografía y cartografía dibuja mapas, necesita tomar fotografías del suelo desde un avión en el aire, lo que se denomina fotografía aérea. Si la distancia focal de la lente utilizada para una cámara de fotografía aérea es de 50 mm, la distancia desde. la película a la lente es ( ) A. Más allá de 10 mm B. Un poco menos de 50 mm C. Un poco más grande que 50 mm D. Análisis igual a 50 mm: la fotografía aérea se refiere a tomar fotografías del suelo desde un avión. Dado que el objeto está muy lejos de la lente convexa, puede verse como luz incidente desde una distancia infinita y la imagen que forma debe ser un poco más grande. que la distancia focal. Por tanto, la opción correcta para esta pregunta es C. Comentario: La resolución de problemas relacionados con la aplicación de cámaras, proyectores de diapositivas y lupas no puede separarse de las leyes de imágenes de lentes convexas. La mejor manera de dominar estas reglas es hacer dibujos. Por lo tanto, los estudiantes deben dibujar repetidamente los diagramas de trayectoria de la luz de objetos en diferentes posiciones de una lente convexa después de clase. Sobre esta base, deben dominar las tablas enumeradas en el análisis de puntos de conocimiento. y luego haga esto. El problema está fácilmente disponible. Ley de imagen de lente cóncava Ley de imagen de lente cóncava: solo puede generar una imagen virtual vertical reducida. Cuando se forma una imagen virtual, si se amplía, debe generarse mediante una lente convexa, y si se reduce, debe generarse mediante una lente cóncava. No importa qué lente se utilice, la imagen virtual generada debe estar vertical y la imagen real generada debe estar invertida.
Fórmula de la ley de imágenes de lentes cóncavas 1/u 1/v=1/f (u es la distancia del objeto, v es la distancia de fase, f es la distancia focal, igual que la lente convexa) La relación entre la imagen formada por el cóncavo lente, el objeto y la distancia focal Para una lente cóncava delgada: Cuando el objeto es un objeto físico Cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava al objeto virtual está dentro de una distancia focal, una posición vertical y ampliada. se forma una imagen real, y la imagen y el objeto están en el mismo lado de la lente. Cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava al objeto virtual es una distancia focal; la imagen estará en el infinito; cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava al objeto virtual está más allá de una distancia focal y dentro del doble de la distancia focal, la imagen será una imagen virtual invertida y ampliada, la imagen y los objetos están en lados opuestos de la lente; cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava al objeto virtual es el doble de la distancia focal, se forma una imagen virtual del mismo tamaño que el objeto y la imagen; y el objeto están en lados opuestos de la lente. Cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava al objeto virtual supera el doble de la distancia focal, se forma una imagen virtual invertida y reducida, con la imagen y el objeto; objeto en lados opuestos de la lente. En el caso de lentes cóncavas de menisco grueso, la situación es más complicada. Cuando el espesor es lo suficientemente grande, equivale a un telescopio galileano, y cuando el espesor es mayor, equivale a una lente positiva.
Consejos para la memoria
Fuera del segundo anillo, cogí una pequeña cámara. Entre el primer y el segundo timbre, capté una gran proyección. Dentro del primer círculo, tome medidas enérgicas contra la hipocresía. Notas: ① Fuera del segundo anillo: más allá del doble de la distancia focal ② Recoger: recoger, real (imagen real. Llegar, invertida (invertida) Aplicación: cámara ③ Golpear: ampliar ④ Falso, virtual (imagen virtual) ⑤ Sutra, aumentar vidrio