第十节、透镜成像

利用透镜可以使物体成像，这是透镜的一个重要应用，透镜所成的像跟物体离透镜的距离有关系，下面我们用实验来研究透镜成像的情况。

象图 5–38 那样，把蜡烛和光屏放在光具座的两端，把焦距已知的凸透镜放在蜡烛和光屏之间。调整凸透镜和光屏的高度，使烛焰的中点、凸透镜的光心、光屏的中点一样高，以使烛焰的像能成在光屏上。

先使蜡烛到透镜的距离——物距 u 大于 2 倍焦距（u > 2f），移动光屏，直到在屏上出现清晰的蜡烛的像。可以看到，这个像是缩小、倒立的，这时光屏到凸透镜的距离——像距小于 2 倍焦距 2f。这个像是蜡烛发出的光通过凸透镜后会聚而成的，是实像。

缩短蜡烛到凸透镜的距离，移动光屏，使像仍成在光屏上。可以看到，像变大。当物距等于 2 倍焦距时，像的大小跟蜡烛相同，这时像距也等于 2 倍焦距。

继续缩短蜡烛到凸透镜的距离，使 2f > u > f。可以看到，这时所成的像大于蜡烛，像距 v > 2f。如果再缩短物距，使 u = f，则无论怎样移动光屏，也得不到像了。

进一步减小物距，使 u < f，光屏上仍得不到蜡烛的像。但是，如果从光屏这边朝着透镜看去，可以看到一个正立、放大的像，与蜡烛位于凸透镜的同侧，这个像是由通过凸透镜的光线的反向延长线会聚成的，是虚像。

总结以上凸透镜成像的情况，可以看出：当 u > 2f 时，成倒立、缩小的实像；当 u = 2f 时，所成的倒立的实像跟物体大小相等；当 2f > u > f 时，成倒立、放大的实像；当 u < f 时，成正立、放大的虚像。

改用凹透镜来做上面的实验，可以看到，无论怎样改变蜡烛到凹透镜的距离 u，在光屏上都得不到蜡烛的实像，而只能通过凹透镜看到一个与蜡烛位于同侧的正立、缩小的虚像。

练习八

（1）放大镜所成的像是正立、放大的，这是实像还是虚像？放大镜应该是什么透镜？如果其焦距为 f，镜到物的距离最大不能超过多少？

（2）幻灯机所成的像是什么像？它的镜头应该是什么透镜？如果镜头的焦距为 8 厘米，镜头到幻灯片的距离只能在什么范围内变化？

（3）照相机所成的像是什么像？它的镜头应该是什么透镜？如果镜头的焦距为 7.5 厘米，镜头到底片的距离最短不能小于多少？

发布时间：2025/5/19 下午1:31:26  阅读次数：284