解讀凸透鏡成像規(guī)律

張亮

考點(diǎn)速覽

考點(diǎn)1：成像規(guī)律

（1）通過物距與焦距的關(guān)系（或者通過像距與焦距的關(guān)系），得到成像特點(diǎn)，具體內(nèi)容見下表：

通過表格可知，實(shí)像都是倒立的，虛像都是正立的，一倍焦距分虛實(shí)，二倍焦距分大小。

（2）通過物距與像距的大小關(guān)系，得到成像特點(diǎn)。

在成實(shí)像時(shí)，可以根據(jù)圖象得出物距和像距哪個(gè)更大些，如果物距大于像距，則成像特點(diǎn)為倒立、縮小的實(shí)像；如果物距小于像距，則成倒立、放大的實(shí)像。

考點(diǎn)2：物近像遠(yuǎn)像變大

這個(gè)考點(diǎn)的關(guān)鍵就是這句話本身：“物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。”關(guān)于這句話的理解有以下兩個(gè)重點(diǎn)：

（1）“物近”和“像遠(yuǎn)”分別是指縮小物距和增大像距，是為了讓像變大的兩個(gè)操作，這兩個(gè)操作需要同時(shí)進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果只做了“物近”或者只做了“像遠(yuǎn)”，光屏上的像會(huì)變模糊。

（2）“物近”是靠近誰(shuí)？對(duì)于這個(gè)問題，很多同學(xué)將“物近像遠(yuǎn)”中的“物近”理解為物體靠近凸透鏡，需要注意，此時(shí)這句話只適用于成實(shí)像時(shí)，如果物體在一倍焦距以內(nèi)，這句話就不適用了，因?yàn)槌商撓窬妥兂闪恕拔镞h(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大”了。

其實(shí)，我們也可以用另一種方式理解，“物近像遠(yuǎn)”中的“物近”不是靠近凸透鏡，而是靠近焦點(diǎn)。當(dāng)物體在焦點(diǎn)上時(shí)，透過透鏡的光變?yōu)槠叫泄?，那么物體越靠近焦點(diǎn)，透過透鏡的光就越接近于平行光，成像位置就越遠(yuǎn)，像就越大。虛像亦然。

考點(diǎn)3：變焦問題

變焦問題是透鏡規(guī)律中比較難的一個(gè)問題，題目常為：換了一個(gè)焦距不同的透鏡；水透鏡注水、抽水改變焦距；在原有的透鏡上加上一個(gè)凸透鏡或者凹透鏡等。

當(dāng)焦距變了之后，光屏上的像就模糊了，為了使像重新變得清晰應(yīng)該如何移動(dòng)蠟燭或者如何移動(dòng)光屏？一般來說，解這樣的題目時(shí)，可以用如圖1的思維路徑解題。

應(yīng)用提升

例1 （2022·安徽）把凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)，在距凸透鏡10 cm的光屏上得到一個(gè)最小、最亮的光斑；若將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在此凸透鏡前30 cm處，在凸透鏡的另一側(cè)調(diào)節(jié)光屏的位置，可得到燭焰清晰的（）。

A. 倒立、縮小的實(shí)像 B. 倒立、放大的實(shí)像

C. 倒立、等大的實(shí)像 D. 正立、放大的虛像

例2 （2022·廣東）如圖2所示，電子蠟燭的“燭焰”通過凸透鏡在光屏上成一個(gè)清晰__________立的實(shí)像。利用這一成像規(guī)律可制成__________（選填“照相機(jī)”“投影儀”或“放大鏡”）。若保持蠟燭和光屏的位置不變，僅將凸透鏡更換成另一個(gè)焦距相同、尺寸更大的凸透鏡，此時(shí)光屏上像的大小與原來的像對(duì)比應(yīng)（選填“變大”“變小”或“不變”）。

答案：1. A 2. 倒 照相機(jī) 不變

（作者單位：遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校）