Pregunta de física de segundo grado: explore las reglas de imagen de lentes convexas

En óptica, una imagen formada al reunir rayos de luz reales se llama imagen real, que puede ser aceptada por la cortina de luz; de lo contrario, se llama imagen virtual, que sólo se puede sentir con los ojos; Los profesores de física experimentados suelen mencionar este método de distinción cuando hablan de la diferencia entre imágenes reales e imágenes virtuales: "Las imágenes reales están todas al revés y las imágenes virtuales están todas verticales. Hay tres tipos de imágenes virtuales formadas por espejos planos y espejos convexos". , y lentes cóncavas todas son positivas; mientras que las imágenes reales formadas por espejos cóncavos y lentes convexas, así como las imágenes reales formadas por imágenes estenopeicas, 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 del 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 la regla general anterior, la imagen de un objeto en la retina parece estar al revés. Pero cualquier objeto que vemos habitualmente está obviamente en posición vertical. Este problema que entra en conflicto con la experiencia y las reglas en realidad involucra la regulación 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 se convierte en una imagen invertida. Cuando un objeto se acerca a la lente desde lejos, la imagen se hace más grande y la distancia entre la imagen y la lente también aumenta. 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 real de la luz refractada, sino la intersección de sus líneas de extensión opuestas. La pantalla de luz no puede recibirla y es una imagen virtual. El contraste de la imagen virtual formada por un espejo plano (no puede ser recibido por la pantalla de luz, sólo visto por el ojo). Cuando la distancia entre un objeto y la lente es mayor que la distancia focal, el objeto se convierte en una imagen invertida. Éste se forma cuando la luz de una vela converge sobre una lente convexa. La lente convexa es el verdadero punto de convergencia de la luz y puede ser captada por la cortina fotoeléctrica. Esta es una imagen real. Cuando la distancia entre el objeto y la lente es menor que la distancia focal, el objeto se convierte en una imagen virtual vertical.

La diferencia entre editar este párrafo y la lente cóncava

Diferentes estructuras

Una lente convexa se compone de dos espejos transparentes pulidos en superficies esféricas. delgada por ambos lados y gruesa en el medio. Una lente cóncava se compone de un cuerpo de espejo transparente. Ambos lados del cuerpo del espejo están pulidos en superficies esféricas cóncavas. La lente cóncava es más gruesa en ambos lados y más delgada en el medio. .

Tienen diferentes efectos sobre la luz

Las lentes convexas convergen principalmente la luz, mientras que las lentes cóncavas principalmente divergen la luz.

Diferentes características de imagen

Las lentes convexas son imágenes refractivas, la imagen puede ser positiva o negativa y real en expansión y contracción; Juega el centro de atención. Las lentes cóncavas producen imágenes refractivas y sólo pueden restaurarse a una imagen virtual vertical. Juega el papel del astigmatismo.

Lentes y espejos

Las lentes (incluidas las lentes convexas) son instrumentos que transmiten luz y utilizan la luz para plegarse y formar imágenes. La luz obedece a las leyes de la refracción. Un espejo (incluido un espejo convexo) es un instrumento que no transmite luz sino que refleja una imagen. La luz obedece a la ley de la reflexión. Una lente convexa puede ser una imagen real reducida, ampliada e invertida, de igual tamaño, o una imagen virtual ampliada verticalmente. La luz paralela puede converger en el foco y la luz emitida desde el foco también puede refractarse en luz paralela. Los espejos convexos sólo pueden formar imágenes virtuales verticales y reducidas y se utilizan principalmente para ampliar el campo de visión.

Edite los detalles de este párrafo

Las características de la aplicación de distancia al objeto (U) y distancia de la imagen (V) son invertidas, positivas, pequeñas, virtuales y reales.

u & gt2f f & ltv & lt2f cámara de imagen real en miniatura invertida

U=2f v=2f es el punto divisorio para medir la distancia focal de la imagen real invertida.

Proyector de imagen real magnificada invertida f & ltu & lt2f v & gt2f

Proyector de diapositivas

u = FV-∞-//El reflector obtiene la imagen virtual y Límite real del punto de fuente de luz paralelo.

Punto divisorio invertido

u & ltf v & gtu están en posición vertical en el mismo lado que el objeto, ampliando la imagen virtual con una lupa, y la imagen virtual está en el mismo lado como el objeto.

(1) multiplicado por la distancia focal, invierte y reduce la imagen real; ; 2f imagen real restaurada invertida 2f >: v & gt; cámara u & gt La imagen real v u=2f, como la cabeza invertida, se puede utilizar para medir la distancia focal de la lente convexa U = V2F > u & gt aumento invertido imagen real v & gt2f proyector, proyector de diapositivas, proyector u < V u=f fuente de luz paralela sin imagen: reflector \ u 2f La inversión del reverso de la imagen real f reduce la imagen real. En la imagen real, la imagen cercana del objeto se vuelve más grande que la imagen virtual y la imagen lejana del objeto se vuelve más grande que la imagen virtual (4) Cuando se utiliza la imagen virtual, los lados izquierdo y derecho del objeto. y la imagen es consistente, y los lados superior e inferior son iguales. Como una imagen real, las cosas y las imágenes son relativas a la izquierda y a la derecha y hacia arriba y hacia abajo. (5) Dos puntos divisorios para imágenes con lentes convexas: el punto 2f es el punto divisorio para ampliar y reducir la imagen real; el punto f es el punto divisorio para la imagen real y la imagen virtual;

Edite el método de deducción de esta ley

La ley de imagen de una lente convexa es 1/u+1/v=1/f (es decir, la suma del recíproco de la distancia del objeto y el recíproco de la distancia de la imagen Igual al recíproco de la distancia focal )* * *Hay dos métodos de derivación. Son "método geométrico" y "método funcional"

Método geométrico

La pregunta es como se muestra a la derecha, use el método geométrico para demostrar 1/u+1/v = 1 /f. Utilice el método de geometría para derivar la ley de imágenes de lentes convexas

Resolver ∵△abco∽△a ' b ' o∴ab:a ' b ' = u:v∵△cof∽△a ' b ' f∴co:a ' b ' = f:(v-f). uvf)= VF/uvf∴1/f-1/v = 1/u, es decir, 1/U+1/V = 1/F

Método funcional

El El problema es como se muestra en la figura de la derecha. Utilice el método de función para demostrar que 1/u+1/v = 1/f.

Solución 1 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 utilizar el método de funciones para resolver este problema, el eje óptico principal de la lente convexa está relacionado con el eje de coordenadas horizontal (eje X) del sistema de coordenadas plano rectangular (es decir, coincide con él), y la superficie refractiva ideal de la lente convexa está relacionada con el eje de coordenadas vertical (eje Y). Relacionado, el centro óptico de la lente convexa está relacionado con el origen de 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 dos 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, sustituya A (-u, C), A'. (v, -d), C ( 0, c) Sustituye la fórmula analítica correspondiente para obtener el sistema de ecuaciones: c =-u K2 se utiliza como solución desconocida para obtener: k1=-(c/u)k2=. -(c/f) ∴Las dos funciones de resolución son: y=- (c/u)x y=-(c/f)x+c ∴Coordenadas (x, y. -d) del punto de intersección a' de la dos funciones ∴Sustituir:-d =-(c/u)v-d =-( c/f)v+c ∴-(c/u)v =-(c/f)v-c =-d

Edite esta memoria normal

1. u & gt ; 2f, imagen real invertida f < v & lt La abreviatura de cámara 2f es: pequeña por fuera, sólida por dentro (o la imagen cercana del objeto es más pequeña). ) 2.u=2f, puede utilizar la imagen real invertida v=2f para medir la distancia focal de la lente convexa. La abreviatura es: proyector real invertido emparejado 3.2f & gtu & gt imagen real ampliada invertida v & gt2f, proyector de diapositivas, abreviatura del proyector: estéreo de imagen invertida chino y extranjero (o la imagen distante del objeto se hace más grande) 4.u = f paralelo sin imagen Fuente de luz: La abreviatura de reflector es: no hay imagen en el punto 5.U

Edite la aplicación de lente convexa en este párrafo

La lente de la cámara equivale a una lente convexa, y la película fotográfica es la imagen que se forma al tomar una fotografía. Los proyectores, los proyectores de diapositivas, los retroproyectores, las lupas y los reflectores utilizan lentes convexas, que han mejorado nuestras vidas y todavía se utilizan.

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