Explorando las reglas de imagen de lentes convexas

1. Reglas de imagen de lentes convexas

Cuando un objeto se coloca fuera del foco, formará una imagen real invertida en el otro lado de la lente convexa. reducirse, igualarse en tamaño o ampliarse. Cuanto menor sea la distancia del objeto, mayor será la distancia de la imagen y mayor será la imagen real. El objeto se coloca en el foco y forma una imagen virtual ampliada vertical en el mismo lado de la lente convexa. Cuanto mayor sea la distancia del objeto, mayor será la distancia de la imagen y mayor será la imagen virtual.

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 los profesores de física experimentados hablan de la diferencia entre imágenes reales e imágenes virtuales, a menudo mencionan este método de distinción: "Las imágenes reales están todas invertidas, mientras que las imágenes virtuales son todas verticales". Por supuesto, es relativo al objeto original.

Las tres imágenes virtuales formadas por espejos planos, espejos convexos y lentes cóncavas son todas verticales; mientras que las imágenes reales formadas por espejos cóncavos y lentes convexas, así como las imágenes reales formadas por imágenes de pequeños agujeros, son todos erguidos sin excepción. Por supuesto, los espejos cóncavos y las lentes convexas también pueden formar imágenes virtuales, y las dos imágenes virtuales que forman también son verticales.

Entonces, ¿la imagen formada por el ojo humano 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 invertida. Pero cualquier objeto que vemos habitualmente está obviamente en posición vertical, ¿verdad? Este problema que entra en conflicto con la "ley de la experiencia" en realidad involucra 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. Se puede comparar con la imagen virtual formada por un espejo plano (que no puede recibirse con una pantalla luminosa y sólo puede verse con los ojos).

Cuando la distancia entre el objeto y la lente es mayor que la distancia focal, el objeto forma una imagen invertida. Esta imagen se forma por la luz de una vela dirigida a una lente convexa que converge a través de la lente convexa. La lente es el punto de convergencia real de la luz y se puede utilizar como pantalla de luz. Es una imagen real. Cuando la distancia entre el objeto y la lente es menor que la distancia focal, el objeto forma una imagen virtual vertical.

(1) Más allá del doble de la distancia focal, invierta para reducir la imagen real

De una a dos veces la distancia focal, invierta para ampliar la imagen real

<; p> Dentro de un tiempo de distancia focal, ampliación vertical de la imagen virtual;

La imagen real está en el lado opuesto de la lente convexa y la imagen virtual está en el mismo lado de la lente convexa.

(2)

Una vez la distancia focal se divide en realidad y realidad

Dos veces la distancia focal se divide en tamaño

Tabla de reglas de imagen de lentes convexas

La distancia entre el objeto y la lente u El tamaño de la imagen La distancia v desde la imagen real virtual de la imagen vertical e invertida hasta la lente Ejemplo de aplicación

ugt; 2f, reduce la imagen real invertida 2fgt; f cámara

u=2f, imagen real invertida de igual tamaño v=2f

ugt; ; f imagen real invertida ampliada vgt; proyector 2f, proyector de diapositivas, proyector

u=f Ninguno Ninguno Sin fuente de luz paralela: reflector

ult;f Ampliación de la imagen virtual vertical No virtual imagen en el mismo lado del objeto Lupa

Para estudiar diversas conjeturas, la gente suele utilizar bancos ópticos para realizar experimentos.

Las velas, lentes convexas y pantallas de luz deben mantenerse en la misma línea recta tanto como sea posible.

(3) La imagen de lente convexa también satisface 1/v 1/u=1/f

Utilice la luz especial de la lente como ruta óptica de imagen de la lente:

(1 ), el objeto está fuera de 2 veces la distancia focal

(2), el objeto está entre 2 veces la distancia focal y 1 vez la distancia focal

( 3), el objeto está dentro del foco

(4) Ruta óptica de imágenes de lentes cóncavas

El estudio experimental de las reglas de imágenes de lentes convexas es: cuando la distancia del objeto está dentro de una distancia focal longitud, se obtiene una imagen virtual ampliada y vertical cuando la distancia del objeto está dentro de una distancia focal al doble de la distancia focal. Cuando está entre, se obtiene una imagen real invertida y ampliada cuando está más allá del doble de la distancia focal, una imagen real invertida y reducida; se obtiene.

Este experimento pretende estudiar y confirmar esta regla. En el experimento, existe la siguiente tabla:

Distancia del objeto u Naturaleza de la imagen Posición de la imagen

Ampliación o reducción vertical o invertida de la imagen virtual o imagen real y la mismo lado y diferente lado del objeto Distancia de la imagen v

ugt; 2f imagen real invertida y reducida en el lado opuesto vlt; imagen real en el lado opuesto v = 2f En este momento, la distancia entre el objeto y la imagen es la más pequeña, es decir, 4 veces la distancia focal.

flt; 2f invertido para ampliar la imagen real en el lado opuesto vgt; 2f

u=f sin imagen

ult; la imagen virtual en el mismo lado u, v Mismo lado

Esta es la tabla diseñada para confirmar esa regla. 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 una lente convexa Las reglas de imagen de En la película

La película está recubierta con una capa de sustancia sensible a la luz, que sufre cambios químicos después de la exposición, y la imagen del objeto se graba en la película

En cuanto a la distancia del objeto, la imagen La relación entre la distancia es exactamente la misma que la ley de imagen de una lente convexa

Cuando un objeto se acerca, la imagen se aleja cada vez más, se vuelve cada vez más grande, y finalmente se convierte en una imagen virtual en el 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.

2. Reglas de imagen de las lentes cóncavas

Efecto de astigmatismo de las lentes cóncavas

(1) Para lentes cóncavas delgadas:

Cuando el objeto es un objeto real, se vuelve positivo Una imagen virtual vertical y reducida, la imagen y el objeto están en el mismo lado de la lente;

Cuando el objeto es un objeto virtual, y la distancia desde el lente cóncava al objeto virtual está dentro de una distancia focal (valor absoluto), se vuelve vertical y ampliada. Una imagen real, 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 (refiriéndose al valor absoluto), la imagen está en el infinito;

Cuando el objeto es un objeto virtual y la distancia desde la lente cóncava hasta el objeto virtual está más allá de una distancia focal y dentro del doble de la distancia focal (ambas se refieren a valores absolutos), se formará una imagen virtual ampliada e invertida, con la imagen y el objeto 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 (refiriéndose al valor absoluto), 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 (refiriéndose a la valor absoluto), se forma una imagen virtual invertida y reducida, con la imagen y el objeto en lados opuestos de la lente.

Si se trata de un cristalino cóncavo de menisco grueso la situación será 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.

(2) Propósito:

Las gafas para miopía son lentes cóncavas

Las lentes cóncavas difunden la luz

en una imagen vertical y estrecha La imagen virtual de

está en el mismo lado que el objeto, vlt;u

La imagen cercana de un objeto se hace más grande y la imagen lejana de un objeto se vuelve más pequeña

3. La diferencia entre lentes convexas

1. Diferentes estructuras

Una lente convexa se compone de un cuerpo de espejo transparente con dos lados rectificados en superficies esféricas

Una lente cóncava se compone de dos lados tallados en superficies esféricas cóncavas Composición de un espejo transparente

2. Diferentes efectos sobre la luz

Las lentes convexas convergen principalmente con la luz

Las lentes cóncavas difunden principalmente la luz

3. Diferentes propiedades de imagen

Las lentes convexas son imágenes refractivas y la imagen resultante puede ser vertical, virtual o real, y expandirse o contraerse; desempeñan un papel en la condensación de la luz

Las lentes cóncavas son refractivas La imagen solo puede formar una imagen vertical reducida, que actúa como astigmatismo

Los espejos convexos reflejan la imagen

Los espejos cóncavos reflejan la imagen

Las lentes (incluidas las lentes convexas) generan la luz. La transmisión es un instrumento que utiliza la luz para refractar la imagen, y la luz obedece a la ley de refracción de los espejos (incluidos los espejos convexos); transmite luz, pero la refleja para formar un instrumento, y la luz obedece la ley de la reflexión.

Las lentes convexas pueden crear imágenes reales ampliadas invertidas, de igual tamaño o reducidas o imágenes virtuales ampliadas en posición vertical. Puede hacer converger luz paralela al foco o refractar la luz emitida desde el foco en luz paralela. Los espejos convexos sólo pueden formar una imagen virtual vertical y reducida y se utilizan principalmente para ampliar el campo de visión.