在光学的学习过程中,凸透镜成像规律是一个非常重要的知识点。为了帮助大家更好地理解和掌握这一部分内容,下面我们将通过一些具有代表性的习题来加深理解。
例题1:基础应用
题目描述:一个物体距离凸透镜30cm时,在光屏上得到一个倒立缩小的实像。如果将物体移动到距离凸透镜15cm的位置,请问此时形成的像是什么样的?
解析:根据凸透镜成像公式 \( \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} \),我们可以先确定焦距 \( f \) 的范围。当物体位于30cm处时,所成的是倒立缩小的实像,说明 \( u > 2f \),即 \( f < 15cm \)。当物体靠近至15cm时,由于 \( u < 2f \),则可能形成放大正立的虚像或倒立放大的实像,具体取决于 \( u \) 和 \( f \) 的具体数值关系。
例题2:综合分析
题目描述:已知凸透镜的焦距为10cm,现有一物体从远处逐渐向透镜靠近,请描述整个过程中像的变化情况。
解析:随着物体从远处向透镜靠近,物距 \( u \) 会减小。根据成像规律:
- 当 \( u > 2f \)(即 \( u > 20cm \)),成倒立缩小的实像;
- 当 \( u = 2f \)(即 \( u = 20cm \)),成等大倒立的实像;
- 当 \( f < u < 2f \)(即 \( 10cm < u < 20cm \)),成倒立放大的实像;
- 当 \( u = f \)(即 \( u = 10cm \)),不成像;
- 当 \( u < f \)(即 \( u < 10cm \)),成正立放大的虚像。
因此,整个过程可以清晰地分为以上几个阶段。
通过上述两道典型习题的练习,我们对凸透镜成像规律有了更深刻的认识。希望大家能够灵活运用这些知识,在实际问题中举一反三,提升解题能力!