凸透镜的成像规律有哪些？

探究凸透镜成像规律
　　提出问题：照相机、投影仪和放大镜都应用了凸透镜，为什么物体通过凸透镜成像不同呢？像的性质（成像的正倒、大小、虚实）是由哪些因素决定的呢？

　　猜想：物体通过凸透镜成像的性质可能与物体与透镜的距离有关，可能与透镜的焦距有关

　　实验器材：光具座（标尺）、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、平行光源

　　实验步骤：
　　1. 测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm，我们所选的透镜最好在10cm---20cm之间，太大或太小都不方便）
　　2. 共轴调节：把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上．点燃蜡烛，调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
　　3. 把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的，是放大的还是缩小。
　　4. 把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于2倍焦距，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
　　5. 把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在2倍焦距与1倍焦距之间，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
　　6. 把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，看是否能够成像
　　7. 把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内，移动光屏，在光屏上还能看到烛焰的像吗?

　　现象记录：
　　透镜焦距f=　　　 cm　

　　实验结论：
　　凸透镜成像规律（见下表）

　　小结：
　　1. 虚像和实像
　　当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜折射会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。

　　2. u=f是成像虚实的分界点，当物距大于透镜的一倍焦距时，物体成实像，当物距小于透镜的一倍焦距时，物体成虚像；

　　3. u=2f是成像大小的分界点，当物距大于透镜的二倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于透镜的二倍焦距时，物体成放大的像；

　　4. 凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像是正立的；

　　5. 凸透镜成实像时，当物体从较远处向透镜靠近时(物距变小)，像到透镜的距离(像距)逐渐变大，像也逐渐变大。
　　即：“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，物近像远像变大”

　　6. 不管成实像还是虚像，成放大像时必定像距大于物距，成缩小像时必定像距小于物距。

　　二、凸透镜成像规律的应用
　　1、照相机原理和构造
　　照相机镜头相当于凸透镜，胶卷相当于光屏，机壳相当于暗室，被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像，此时胶卷与镜头的距离在一、二倍焦距之间。 光路图如下：

　　由图可知：
　　物体AB垂直于主轴放置，且位于二倍焦距之外，做出A点的两条特殊光线，平行于主轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，两条折射光线的交点就是A点的像点A’，因为像A’B’也垂直于主轴，可以得到物体的像A'B'，可以看出物体经照相机成倒立、缩小的实像，像距在一、二倍焦距之间，且物距大于像距。

　　思考：照相时人应该靠近还是离开照相机一些?
　　根据凸透镜成像规律可知，“物近像远像变大”，所以为了使照片上人像大一些，人应靠近照相机，但与此同时，为了使底片上能得到清晰的像，还应使像距变大，即调节镜头到胶卷的距离。

　　2、投影仪的原理和构造
　　投影仪的构造主要有：镜头、投影片、聚光镜、光源和反光镜等部分。光源是用来照亮投影片的；聚光镜为一组凸透镜，其作用是聚光，增加投影片的亮度；反光镜是平面镜，其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上。投影片相当于实验中的蜡烛（物体），天花板相当于光屏，镜头起凸透镜的作用。投影片到镜头的距离在一、二倍焦距之间，并且距焦点较近，所以在幕上能成放大的实像，此时的像距要大于二倍的焦距。光路图如下：

　　由图可知：
　　物体AB垂直于主轴放置，且位于一、二倍焦距之间，做出A点的两条特殊光线，平行于主轴的光线经凸透镜折射后过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，两条折射光线的交点就是A点的像点A’，因为像A’B’也垂直于主轴，可以得到物体的像A'B'，可以看出物体经投影仪成倒立、放大的实像，像距在二倍焦距之外且物距小于像距。

　　3、放大镜原理
　　当物体位于透镜的一倍焦距之内，通过透镜可以看到物体放大的虚像，即为放大镜。光路图如下：
　　由图可知：
　　物体AB垂直于主轴放置，且位于一倍焦距之内，做出A点的两条特殊光线，平行于主轴的光线经凸透镜折射后光线过焦点，过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变，两条折射光线的交点就是A点的像点A’，因为像A’B’也垂直于主轴，可以得到物体的像A'B'，可以看出物体经放大镜成正立、放大的虚像，且物距小于像距。

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