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凸透镜成像规律是光学中的重要内容。凸透镜能够将光线聚焦,形成不同性质的像。成像的性质取决于物体相对于透镜焦点的位置。我们用物距u表示物体到透镜的距离,像距v表示像到透镜的距离,焦距f表示焦点到透镜的距离。
当物体放在二倍焦距以外时,即物距大于二倍焦距,通过凸透镜会形成倒立、缩小的实像。像距在一倍焦距和二倍焦距之间。这种成像规律广泛应用于照相机和摄像机中,能够将远处的大物体成像在较近的胶片或感光元件上。
当物体放在一倍焦距和二倍焦距之间时,通过凸透镜会形成倒立、放大的实像。此时像距大于二倍焦距,像比物体更大。这种成像规律是投影仪和幻灯机的工作原理,能够将较小的幻灯片或投影片放大投射到屏幕上。
当物体放在一倍焦距以内时,通过凸透镜会形成正立、放大的虚像。虚像位于物体的同侧,不能在屏幕上接收到,只能通过透镜观察到。这种成像规律是放大镜和老花镜的工作原理,能够帮助我们观察细小的物体或阅读小字。
通过前面的学习,我们总结出凸透镜成像的完整规律。当物体在二倍焦距以外时成倒立缩小的实像,应用于照相机;在焦距和二倍焦距之间时成倒立放大的实像,应用于投影仪;在焦距以内时成正立放大的虚像,应用于放大镜。焦点是实像和虚像的分界点,二倍焦距是放大和缩小的分界点。透镜公式和放大率公式帮助我们精确计算成像位置和大小。