组合透镜成像公式图解

成像公式_百度百科
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成像公式,即成像公式、成像公式,其形式为1/f=1/u+1/v。其中f为焦距,凸正凹负;u为;v为,实正虚负。
成像公式推导方法
是1/u+1/v=1/f(即:的倒数与的倒数之和等于焦距的倒数。)一共有两种推导方法 。分别为“几何法”与“函数法”
成像公式几何法
【题】如右图 ,用几何法证明1/u+1/v=1/f。
【解】∵△ABO∽△A'B'O
∴AB:A'B'=u:v
∵△COF∽△A'B'F
∴CO:A'B'=f:(v-f)
∵四边形ABOC为矩形
∴AB:A'B'=f:(v-f)
∴u:v=f:(v-f)
∴u(v-f)=vf
∴uv-uf=vf
∴(uv/uvf)-(uf/uvf)=vf/uvf
∴1/f-1/v=1/u
即:1/u+1/v=1/f
成像公式函数法
【题】 如右图 ,用函数法证明1/u+1/v=1/f。
【解】一基础
右图为示意图。
其中c为成像的物体长度,d为物体成的像的长度。u为,v为,f为焦距。
(一)为便于用函数法解决此问题,将的与的横(x轴)关联(即重合),将凸透镜的理想折射面与纵坐标轴(y轴)关联,将凸透镜的与坐标原点关联。则:点A的坐标为(-u,c),点F的坐标为(f,0),点A'的坐标为(v,-d),点C的坐标为(0,c)。
(二)将AA’,A'C双向延长为直线l1、l2,视作两条函数图象。由图象可知:直线l1为图象,直线l2为图象。
(三)设直线l1的解析式为y=k1x,直线l2的解析式为y=k2x+b
依题意,将A(-u,c),C(0,c),F(f,0)代入相应解析式得方程组:
把k1,k2当成未知数解之得:
y=-(c/f)x+c
∴两函数交点A'的坐标(x,y)符合方程组
y=-(c/f)x+c
∵A'(v,-d)
∴代入得:
-d=-(c/u)v
-d=-(c/f)v+c
∴-(c/u)v=-(c/f)v+c
(c/u)v=(c/f)v-c
cv/u=(cv/f)-c
fcv=ucv-ucf
∴fv/uvf=(uv/uvf)-(uf/uvf)
∴1/u=1/f-1/v[1]
即:1/u+1/v=1/f
成像公式实际运用
成像公式人眼
人类的眼睛所成的像,是还是呢?我们知道,人眼的结构相当于一个,那么外界物体在视网膜上所呈的像,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?这个与经验与规律发生冲突的问题,实际上涉及到的调整作用以及生活经验的影响。由于,人眼认为光是由物体发出并直射入人眼。
当物体与凸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,这个像不是实际的会聚点,而是它们的的交点,用光屏接收不到,是虚像。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)。
成像公式照相机
的镜头就是一个,要照的景物就是物体,胶片就是屏幕。照射在物体上的光经过通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上;胶片上涂有一层对光敏感的物质,它在后发生,物体的像就被记录在上
而、的关系与完全一样。物体靠近时,像越来越远,越来越大,最后再同侧成虚像。物距增大,像距减小,像变小;物距减小,像距增大,像变大。一倍焦距分虚实,分大小。
成像公式其他
放映机,,投影机,放大镜,,摄像机和摄像头都应用了,凸透镜完善了我们的生活,时时刻刻都应用在生活中。远视眼镜就是凸透镜,就是。
另外凸透镜还用于:
1、拍摄、录像
2、投影,幻灯,电影
3、用于特效灯光(聚焦成各种花色)
4、成虚像用于放大文字、工件、地图等[1]
.百度百科[引用日期]物理竞赛中的成像问题;黄国超;(浙江诸暨草塔中学,浙江诸暨311812);在每年的全国中学生物理竞赛题出现一些几何光学的考;R111??,其中f?,凹面镜取正,凸面镜为负,;2uvfn1n2n2?n1??,其中当曲面圆心在;d璃板内一点的像距d??;n()透镜折射成像公式:()薄透镜成像公式:;111??,焦距凸透镜取正,凹透镜为负;u、v满;1.若球面
物理竞赛中的成像问题 黄国超 (浙江诸暨草塔中学,浙江 诸暨 311812) 在每年的全国中学生物理竞赛题出现一些几何光学的考题,一般需要经过多个光学元件成像,我们称为“组合透镜”成像。解这类题时,我们需要多次使用成像公式,一般使用到的成像公式有: ()面镜发射成像公式:负。 R111??,其中f?,凹面镜取正,凸面镜为负,且u、v满足实正虚2uvfn1n2n2?n1??,其中当曲面圆心在像方一侧R取正,圆心在物方一侧RuvR取负,且u、v满足实正虚负。R??即为平面折射成像,例如从空气中观察折射率为n厚为d的平玻d璃板内一点的像距d??。 n()透镜折射成像公式:()薄透镜成像公式:111??,焦距凸透镜取正,凹透镜为负;u、v满足实正虚负。 uvf例1、(24 届全国中学生物理竞赛预赛题七)如图所示, L 是一焦距为 f 的薄凸透镜( F 与F '为其焦点).在透镜右侧焦点F '处放置一曲率半径大小为 R 的球面反射镜(其顶点位于 F'处),透镜和球面镜组成一轴对称的光学系统.在透镜 L 左侧光轴上有限远处有一发光点P,它发出的傍轴光线经此光学系统后,恰好成像在P点. 1.若球面镜为凹面镜,则P点到透镜的距离等于_____________;若球面镜为凸面镜,则P点到透镜的距离等于___________ . 2.若将一短细杆垂直于光轴放置,杆的下端位于P点,则此细杆经上述光学系统所成的最后的像的大小与物的大小之比对凹面镜等于_________;对凸面镜等于__________.
3.若球面镜的半径大小 R=2f,试按作图法的规范要求,画出第 2 问中短杆对上述光学系统逐次成的像及成像光路图.(要求将凹面镜和凸面镜分别画在两张图上.评分时只按图评分,不要求写出作图理由和说明,但须用已知量标出各个像在光轴上的位置.) 析:本题是的“组合透镜”由薄凸透镜与面镜构成,分别逐次使用成像公式即可; 解1.设P距凸透镜距离为u,第一次由凸透镜成像: 111??(1) uv1f像距v1,这个像为第二次凹面镜成像的物,由于凹面镜在焦点处,第一次凸透镜所成的像还未会聚即开始第二次成像,称此物为“虚物”,取负值,第二次由凹面镜成像: 112??(2) ?(v1?f)v2R像距v2,同理这个像为第三次由凸透镜成像的物,由题知这个像应该在凸透镜的左侧,也应作为第三次由凸透镜成像的“虚物”,取负值,第三次由凸透镜成像于P点: 111??(3) ?(v2?f)uf由(1)、(3)得 v1?f?v2(4) 把(4)式代入(1)得: u?(R?f)f R若在P处为凸面镜,设P距凸透镜距离为u?,第一次由凸透镜成像: 111??(5) ??uvf1像距v1,这个像为第二次凹面镜成像的物,由于凸面镜在焦点处,第一次凸透镜所成的像还未会聚即开始第二次成像,称此物为“虚物”,取负值,第二次由凸面镜成虚像: ?112???(6) ??R?(v1?f)?v2像距-v2,同理这个像为第三次由凸透镜成像的物,由题知这个虚像应该在凸透镜的右侧,应作为第三次由凸透镜成像的“实物”,取正值,第三次由凸透镜成像于P点: ?1?f?v2由(5)、(7)得 ?11?(7) u?fv1?f?v2(8) 把(8)式代入(5)得:
u??(R?f)f R解2.透镜的放大率为M?y?v?,则yuM?M1?M2?M3?v1vu?2??1uf?v1f?v2,
同理,M??1,即像的大小与物的大小之比均为1:1。 解3.成像光路图如图1、图2所示。
例2、(22届全国中学生物理竞赛预赛题三)一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射,经透镜折射后,会聚于透镜f?48cm 处,透镜的折射率n?1.5。若将此透镜的凸面镀银,物置于平面前12cm处,求最后所成像的位置。 析:平凸透镜在平面镀银可看作平面镜与球面折射透镜构成的“组合透镜”;平凸透镜在凸面镀银可看作平玻璃砖与凹面镜构成的“组合透镜”,根据各自的成像公式可解。 解1.先求凸球面的曲率半径R。平行于主光轴的光线与平面垂直,不发生折射,它在球面上发生折射,交主光轴于F点,如图3所示。C点为球面的球心,CO?R,由球面折射定律 n1n2n2?n1??(9) uvR其中u??,v?f?48cm,n1?1.5,n2?1,R取负值(圆心在物方一侧)代入(9)式 1.511?1.5??(10) ?48?R得 R?24cm 凸面镀银后将成为半径为R的凹面镜,如图4所示,令P表示物所在位置,P点经平面折射成像P?,根据折射定律可推出 P?O?nPO
(11) 由于这是一个薄透镜,P?与凹面镜的距离可认为等于P?O,设反射后成像于P??,则由球面镜成像公式可得 112??P??OP?OR
(12) ??由此可解得PO?36cm,可知P??位于平面的左方,对平面折射来说,P??是一个虚物,经平面折射后,成实像于P???点。 nP(a)n?P?OP???O1???n
P???O?24 cm
(14) 最后所成实像在透镜左方24 cm处。 在运用透镜成像公式时,前一次所成的“像”,往往式后一次成像的“物”,实物物距取正值,虚物物距取负值。我们通过如下方式来区分虚物还是实物: 发散的入射光束的顶点(不问是否有实际光束通过此顶点)是实物,如图(a)所示,P?为P的虚象,若透镜右侧再放一光学器件,则P?为下一次成像的“实物”;会聚的入射光束的顶点(永远没有实际光束通?PPP过该顶点)是虚物,如图(b)所示,0表示光线在未遇凸面镜之前是会聚的,0为“虚物”0为实像。
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透镜式的逼真是如何征服绘画的四
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透镜成像式的逼真的启示在艺术圈中,可以列出一连串的具象绘画风格的画家的名字,凡艾克兄弟,丢勒,低地国家的如尼德兰荷兰的绘画风格,然后这种风格翻越阿尔卑斯山传到了意大利,被梅西纳,拉斐尔等文艺复兴时期的 的艺术家所接受在南欧流广开来,至16世纪末的卡拉瓦乔发扬光大,风靡欧洲,法国有乔治拉图尔,荷兰有伦勃朗,维米尔,梵戴克到英国发展,而欧洲最西端的西班牙的委拉斯贵支更是获得了画家中的画家的无上称号,然后18世纪一直到19世纪的学院主义绘画,法国的新古典绘画一直到印象主义,中间大师繁多,但是无论个人风格再怎么变有两点却始终没有改变:1,对于光影的效果的捕捉与呈现;2,固定单一焦点的透视规律的遵守。这两点就是透镜所成影像的最最本质的特征。作为油画的发明者……或许是完善者,凡艾克除了对于干性油----亚麻油的完善运用之外,是不是他的画面里那透镜成像式的逼真更值得我们对之进行深入的思呢?&&凡艾克处在一个历史变革的转换的开端,他的身后是中世纪的千年沉寂,在他的面前是欧洲文艺复兴的历史大势的洪流,而他自己是一个超前的绝顶聪明的先行者。在历史的历次转变时期的艺术文化都特别的具有拓限的性质,在这个时期,新的旧的,可理解的未被理解的各种各样的思潮会令人目不暇接。所有这一切形成滚滚洪流,大江东去到海不复还,向着当时的人们还未知的新时代滚滚而前。&& & & & &凡艾克的绘画里面有一种古意,即它与数万年前的原始人类的岩洞壁画有着内在的承接和延续性,里面承载着多重功能性的概念性的诉求。正如最初的视觉艺术是那些艺术家们的入门之作,它表现了他们的概念体系。这种多重功能性质对于目光仅仅诉求与单一功能诉求------(绘画的视觉美感)的我们这些现代人来说一个隐而不显但又挥之不去的感觉就是那种我们经常说的精神性的厚重感吧。说白了,就是画面里的每一个出现的人和物,主要的次要的,都是有着明确的含义的,比如在阿尔诺芬妮夫妇像的画面里充满了各种隐喻的含义:整体场面的意义就不用说了,而且其中的每一个细节都是有意义的:在那刻画的神妙的灯架上的那支孤独的燃烧的蜡烛象征着无所不知的基督,他的在场使得婚礼具有了神圣的性质。画中的小狗非普通的宠物,那象征着忠诚。墙上的的水晶项链和清澈的镜子象征着纯洁的爱情。而窗台上的橘子提醒人们时刻反思自己的原罪。画面里的象征和隐喻还有很多,不一而足,这些隐喻在艺术家绘制的时候必定是灌注进去了自己的意念和概念,使得画面里充满了概念,寓意。但在凡艾克的画面中仅仅指出这些是完全不够的!因为他们都是用一种更为真实的逼真的带有科学研究气质的方式绘制出来的,于是使得画面上一眼看过去是满纸的客观的光学的成像式的逼真的影像,而进一步慎思之又有一一对应的隐喻隐然其后,呼之欲出,这是是一种何等的观看体验?这绝不是一眼就能穷尽的浅薄肤浅的绘画。但是,从绘画的本体来说其作品的最为令人震撼之处更加在于他开启了一种前人所未到达过的对于视觉性的真实的捕捉与呈现!&&我们在凡。艾克的作品中感悟到的真实感是一种实在的,给人以存在感的,质朴的沉甸甸的逼真。里面除了某种宗教,精神上的感悟,感动和人的对于自身的关照,当然更有可能是来源于一种喜极而泣式的明了:对于新的技术赋予人更大的呈现逼真的客观世界的能力的喜悦。这新的技术是什么呢?就是靠透镜来扑捉三维立体世界的二维平面影像,更准确的说是这种影像赋予了人类一种观看方式,一种透镜式的观看方式,并且,结合者历史传统传承下来的图像制作方法,加上绘画制作工艺上的创新----(主要是发现并合理运用干性油亚麻油)使得人有能力将这种影像扑捉固定呈现出来,从而获得一种逼真的,足以欺骗人的眼睛的图画,这样这种图画的感染力相比以前的图画就极大的增加其感染力,并同时使其在宗教宣扬方面的功用相应的得到了巨大的提升,在心理层面,这逼真图像的绘制着会产生一种接近真理的呈现的巨大的喜悦感,这种喜悦感足以支撑起绘制者满足感,并激发其进一步的去创作更多的这种风格的作品。从观赏者的角度来说,这种风格的逼真的超越以往人类观看绘画作品经验的作品一下子就将已存的老的绘画风格手法击溃,继之以新的透镜成像式的绘画风格。在这方面最显著地例子就是国际卡拉瓦乔主义的绘画风格席卷欧洲16,17世纪的画坛。《米开朗基罗·达·卡拉瓦乔(caravaggio,)》当然,这种透镜式的观看方式的绘画风格要想获得发展和占据人们的今后600年的绘画观看方式还需要其他的一些条件。最重要的就是透镜的大量的方便的获得。在自然科学和社会发展的领域则可以看到如下的线索:平面镜,凹凸面镜,凹凸透镜,尤其是凸透镜,透镜组的结合产生了望远镜(意大利的伽利略)和显微镜(荷兰的列文虎克),透镜和平面镜的组合产生了暗箱照相机,潜望镜,到了19世纪70年代法国的盖达尔发明了化学定影术使得人类可以忠实的捕捉自然界的真实客观的影像了,至此人类扑捉呈现的都是静止的影像,而19世纪末的电影的发明又使人们获得了对于运动着的影像的呈现,随后20世纪的70年代计算机技术的出现更是人类无中生有的创造出不存在的影像,在这一点上又与绘画不谋而合,完成了一个完美的螺旋上升的过程,替马克思的客观唯物主义的有关世界发展的模式做了一个完美的注脚。&&
刚表态过的朋友 ()12-1812-1812-1812-1812-1812-1812-1812-1812-1812-18最新范文01-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-0101-01扫二维码下载作业帮
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凸透镜与凹透镜组合成像两种:1.凸透镜在前,凹透镜在后;
2.凹透镜在前,凸透镜在后.请告诉我为什么放置位置不同就会有不同的成像效果
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凸透镜在前,凹透镜在后:可以组成伽利略式望远镜,成放大拉近的虚像.凹透镜在前,凸透镜在后:和上述情况相反,成拉远缩小到虚像.两个凸透镜:可以组成开普勒式望远镜,成倒立放大的虚像,目镜把物镜成的倒立实像放大.还可以组成显微镜,前提是把物镜距被观察物1f与2f之间.两个凹透镜: 只能成缩小的虚像.前三种组合还有其他情况,但比较有实用价值的就这些,请参考.放置位置如果不同的话,因为有几种情况,就以猫眼为例:门镜是由两块透镜组合而成.当我们从门内向外看时,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜.物镜的焦距极短,它将室外的人或物成一缩得很小的正立虚像,此像正好落在目镜的第一焦点之内,目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像,此像恰又成在人眼的明视距离附近,对于门外的情况,就看得清楚了.
那么,同样通过此门镜,为什么从门外向里看(倒看)时,却什么也见不着呢? 在倒看时,凹透镜变成了目镜,凸透镜则成了物镜,室内的景物,通过会聚透镜后的折射光束本应生成倒立的实像,但在尚未成像之前就落到发散的凹透镜上,由于焦距极短,最后得到的正立虚像距目镜很近,只有2~3cm,又由于门镜的孔径很小,室外的人不得不贴近目镜察看,这样,人眼与像之间的距离,也只不过2~3cm,这个距离远小于正常人眼的近点,因此,对于室外的窥视者,室内的一切当然也就“视而不见”了.
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画光路图啊
前者:正立放大的像;后者缩小正立的像。就是望远镜的两种情况喽!
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