凹面镜和凸面镜成像原理

先规定凹面镜的球心在左边,光线由左向右传播,左边的物是实物由于凹面镜起反射作用,因此如果像在左边也是实的,在右边就是虚的

当实物位于无穷远时,发出的光线是平行于光轴的,经凹面镜反射后会聚于焦点,即1/2半径处,为倒立、缩小的实像

当实物由无穷远向球心移动时,所成的像由焦点(1/2半径处)向球心移动,即像的移动方向与物的移动方向相反,仍为倒立、缩小的实像放大率的绝对值在0和1之间

当实物移动到球心时,像也在球心,为倒立、与物等大的实像放大率的绝对值为1

当实物继续由球心向凹面镜焦点移动时,像由球心向反方向移动,即向左边越来越远,成放大、倒立的实像放大率的绝对值＞1

当实物移动到凹面镜的焦点时,像在无穷远在实物过焦点的一瞬间像的虚实、正倒发生变化,位置从左边无穷远变为右边无穷远

当实物刚好移动到凹面镜的焦点之右时,像变成虚的实物从凹面镜的焦点向凹面镜的顶点移动时,成放大、正立的虚像放大率的绝对值＞1

当实物移动到与凹面镜重合时,成与物等大的像,放大率的绝对值＝1在这一瞬间物的虚实和像的虚实同时发生变化

当物再向右移动,即变成虚物时,成正立、缩小的实像,放大率的绝对值＜1

凸透镜成像形成特点规律

物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小。

在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像；反之，则称为虚像。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原像而言。

平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。

那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凹透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。

当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；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。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。

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，物体成正立的虚像。

与凸透镜的区别

一结构不同

凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成

凹面镜是由一面是凹面而另一面不透明的镜体组成

二对光线的作用不同

凸透镜主要对光线起折射作用

凹面镜主要对光线起反射作用

三成像性质不同

凸透镜是折射成像

凹面镜是反射成像凸透镜是折射成像 成的像可以是 正、倒；虚、实；放、缩。起聚光作用

凹面镜是反射成像 只能成缩小的正立像。起散光作用透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线尊守折射定律。面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线尊守反射定律。

凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。也可把平行光会聚，可把焦点发出的光线折射成平行光。凸面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。

凹透镜

两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体，中间部分较薄，称为凹透镜。分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。其两面曲率中心之连线称为主轴，其中央之点O称为光心。通过光心的光线，无论来自何方均不折射。平行主轴之光束，照于凹透镜上折射后向四方发散，逆其发散方向的延长线，则均会于与光源同侧之一点F，其折射光线恰如从F点发出，此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。凹透镜的焦距，是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的球面曲率半径越大其焦距越长，如为薄透镜，则其两侧之焦距相等。

对于薄凹透镜：

当物体为实物时，成正立、缩小的虚像，像和物在透镜的同侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）以内时，成正立、放大的实像，像与物在透镜的同侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距（指绝对值）时，成像于无穷远；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内（均指绝对值）时，成倒立、放大的虚像，像与物在透镜的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距（指绝对值）时，成与物体同样大小的虚像，像与物在透镜的异侧；

当物体为虚物，凹透镜到虚物的距离为两倍焦距以外（指绝对值）时，成倒立、缩小的虚像，像与物在透镜的异侧。

如果是厚的弯月形凹透镜，情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜，厚度更大时还会相当于正透镜。

凸透镜成像规律：

实验研究凸透镜的成像规律是：当物距在一倍焦距以内时，得到正立、放大的虚像；在一倍焦距到二倍焦距之间时得到倒立、放大的实像；在二倍焦距以外时，得到倒立、缩小的实像。

该实验就是为了研究证实这个规律，设计以下表格：

像的性质 像的位置

物距U 倒立/正立 放大/缩小 实像/虚像 像距V 同侧/异侧 应用

u > 2 f 倒立 缩小 实像 2f>v>F 异侧 照相机

u =2 f 倒立 等大 实像 u =2 f 异侧 无

2 f > u > f 倒立 放大 实像 v>2F 异侧 投影仪

u = f 不成像 获得平行光源

u < f 正立 放大 虚像 V<0 同侧 放大镜

像、物移动时的变化规律：凸透镜成实象时，物距变大（小），像距变_小_（_大_），像变_小_（_大__）

凸透镜成虚象时，物距变大（小），像距变大（小），像变大（小）

其实，透镜成像满足透镜成像公式：1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）

希望能帮到你，谢谢！

(1)二倍焦距以外，倒立缩小实像；

一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；

一倍焦距以内，正立放大虚像；

成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。

(2)

一倍焦距分虚实

两倍焦距分大小

凸透镜成像规律表格

物体到透镜的距离u

像的大小

像的正倒

像的虚实

像到透镜的距离v

应用实例

u＞2f

缩小

倒立

实

2f>v>f

照相机

2f＞u＞f

放大

倒立

实

v>2f

投影仪

u＜f

放大

正立

虚

v<0

放大镜

u=2f

等大

倒立

实

v=2f

无

u=f

不成像

（3）凸透镜成像还满足1/v+1/u=1/f

　利用透镜的特殊光线作透镜成像光路：

（1）、物体处于2倍焦距以外

（2）、物体处于2倍焦距和1倍焦距之间

（3）、物体处于焦点以内

（4）、凹透镜成像光路

我们通过平面镜看到镜中的像是(等大正立的虚 )的，通过凸面镜看到的像是( 缩小正立的虚)的。

平面镜成像：

由物体任意发射的两条光线，由平面镜反射，射入眼睛。人眼则顺着这两条光线的反向延长线看到了两条线的交点，即我们在平面镜中看到的像，但是平面镜后面是没有物体的，所以物体在平面镜里成的是虚像（平面镜所成的像没有实际光线通过像点，因此称作虚像）。

像距与物距大小相等，它们的连线跟镜面垂直，它们到镜面的距离相等，上下相同，左右相反。成的是正立等大的虚像。

凸面镜成像：

平行光线投射到凸面镜上，反射的光线将成为散开光线，如果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面，可会聚并相交于一点，这一点就是凸面镜的主焦点（F），属虚性焦点，凸面镜成缩小、正立的虚像。

扩展资料：

平面镜成像和凸面镜成像对光线的作用不同

凸透镜主要对光线起折射作用。

凹面镜主要对光线起反射作用。

平面镜成像和凸面镜成像的成像性质不同

凸透镜是折射成像 成的像可以是 正、倒；虚、实；放、缩。起聚光作用

凹面镜是反射成像 可以是实像或虚像，可以是放大、等大、缩小的像。

起散光作用透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律。

面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。

凹面镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。也可把平行光会聚，可把焦点发出的光线反射成平行光。凸面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。

参考资料来源：百度百科-平面镜成像

参考资料来源：百度百科-凹凸镜成像

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