探究凸透鏡成像的規(guī)律
1.實驗器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座（或刻度尺）、火柴.
2.實驗方案：把點燃的蠟燭從距凸透鏡較遠的位置逐漸移近,通過不斷調(diào)整光屏到凸透鏡的距離,觀察并記錄在屏上能否成像以及所成像的特點,包括觀察所成像隨蠟燭位置變化而變化的趨勢,尤其是在f和2f處所成像的情況,從而總結(jié)得出凸透鏡成像的規(guī)律.或者將蠟燭從靠近凸透鏡的位置逐漸遠離,其他步驟相同.
3.實驗結(jié)論：
u＞2f時,成倒立、縮小的實像；u＝2f時成倒立、等大的實像；f＜u＜2f時成倒立、放大的實像；u＜f時成正立、放大的虛像.
在光學中,由實際光線匯聚成的像,稱為實像,能用光屏呈接；反之,則稱為虛像,只能由眼睛感覺.有經(jīng)驗的物理老師,在講述實像和虛像的區(qū)別時,往往會提到這樣一種區(qū)分方法：“實像都是倒立的,而虛像都是正立的.”所謂“正立”和“倒立”,當然是相對于原物體而言. 也有些時候是特殊的,比如但U（物距）＞2F時,它將會是實像且縮小幷倒立!
　　平面鏡、凸面鏡和凹透鏡所成的三種虛像,都是正立的；而凹面鏡和凸透鏡所成的實像,以及小孔成像中所成的實像,無一例外都是倒立的.當然,凹面鏡和凸透鏡也可以成虛像,而它們所成的兩種虛像,同樣是正立的狀態(tài).
　　那么人類的眼睛所成的像,是實像還是虛像呢?我們知道,人眼的結(jié)構(gòu)相當于一個凸透鏡,那么外界物體在視網(wǎng)膜上所成的像,一定是實像.根據(jù)上面的經(jīng)驗規(guī)律,視網(wǎng)膜上的物像似乎應該是倒立的.可是我們平?？匆姷娜魏挝矬w,明明是正立的啊?這個與“經(jīng)驗規(guī)律”發(fā)生沖突的問題,實際上涉及到大腦皮層的調(diào)整作用以及生活經(jīng)驗的影響.
　　當物體與凸透鏡的距離大于透鏡的焦距時,物體成倒立的像,當物體從較遠處向透鏡靠近時,像逐漸變大,像到透鏡的距離也逐漸變大；當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成放大的像,這個像不是實際折射光線的會聚點,而是它們的反向延長線的交點,用光屏接收不到,是虛像.可與平面鏡所成的虛像對比（不能用光屏接收到,只能用眼睛看到）.
　　當物體與透鏡的距離大于焦距時,物體成倒立的像,這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經(jīng)過凸透鏡會聚而成的,是實際光線的會聚點,能用光屏承接,是實像.當物體與透鏡的距離小于焦距時,物體成正立的虛像.
　　與凹透鏡的區(qū)別
　　一.結(jié)構(gòu)不同
　　凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成
　　凹透鏡是由兩面都是磨成凹球面透明鏡體組成
　　二.對光線的作用不同
　　凸透鏡主要對光線起會聚作用
　　凹透鏡主要對光線起發(fā)散作用
　　三.成像性質(zhì)不同
　　凸透鏡是折射成像
　　凹透鏡是折射成像凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒；虛、實；放、縮.起聚光作用
　　凹透鏡是折射成像只能成縮小的正立像.起散光作用透鏡（包括凸透鏡）是使光線透過,使用光線折后成像的儀器,光線遵守折射定律.面鏡（包括凸面鏡）不是使光線透過,而是反射回去成像的儀器,光線遵守反射定律.
　　凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實像或正立放大的虛像.可把平行光會聚于焦點,也可把焦點發(fā)出的光線折射成平行光.凸面鏡只能成正立縮小的虛像,主要用擴大視野.
　　(1)二倍焦距以外,倒立縮小實像；〈這里所指的一倍焦距是說平行光源通過透鏡匯聚的那一點到透鏡中心的距離,那么兩倍焦距就是指2倍遠的地方〉
　　一倍焦距到二倍焦距,倒立放大實像；
　　一倍焦距不成像；
　　 一倍焦距以內(nèi),正立放大虛像；
　　成實像物和像在凸透鏡異側(cè),成虛像在凸透鏡同側(cè).
　　(2)
　　一倍焦距分虛實
　　兩倍焦距分大小
　　物近像遠像變大
　　物遠像近像變小
　　凸透鏡成像規(guī)律表格
　　物體到透鏡中心的距離u 像的大小 像的正倒 像的虛實 像到透鏡中心的距離v 應用實例
　　u是物距 v是像距 f是焦距
　　u>2f,倒立縮小的實像 2f>v>f 照相機
　　u=2f, 倒立等大的實像 v=2f 可用來測量凸透鏡焦距
　　2f>u>f 倒立放大的實像 v>2f 放映機,幻燈機,投影機
　　u=f 不成像 平行光源：探照燈
　　u　　為了研究各種猜想,人們經(jīng)常用光具座進行試驗.
　　蠟燭的焰心,凸透鏡中心,光屏中心應盡量保持在同一條高度上.
　?。?）凸透鏡成像還滿足1/v+1/u=1/f
　　利用透鏡的特殊光線作透鏡成像光路：
　　（1）物體處于2倍焦距以外
　?。?）物體處于2倍焦距和1倍焦距之間
　?。?）物體處于焦點以內(nèi)
　?。?）凹透鏡成像光路
　　實驗研究凸透鏡的成像規(guī)律是：當物距在一倍焦距以內(nèi)時,得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的實像；在二倍焦距以外時,得到倒立、縮小的實像.
　　該實驗就是為了研究證實這個規(guī)律.實驗中,有下面這個表：
　　物 距 u 像的性質(zhì) 像的位置
　　正立或倒立 放大或縮小虛像或?qū)嵪?與物同側(cè)與異側(cè)像距v
　　u>2f 倒立縮小 實像異側(cè) f　　u=2f 倒立等大 實像異側(cè) v=2f 此時物體與像的距離是最小的,既4倍焦距.
　　f2f
　　u=f 不成像 平行光源：探照燈
　　u　　這就是為了證實那個規(guī)律而設計的表格.其實,透鏡成像滿足透鏡成像公式：
　　1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透鏡焦距）
　　照相機運用的就是凸透鏡的成像規(guī)律
　　鏡頭就是一個凸透鏡,要照的景物就是物體,膠片就是屏幕
　　照射在物體上的光經(jīng)過漫反射通過凸透鏡將物體的像成在最后的膠片上
　　膠片上涂有一層對光敏感的物質(zhì),它在曝光后發(fā)生化學變化,物體的像就被記錄在膠卷上
　　至于物距、像距的關系與凸透鏡的成像規(guī)律完全一樣
　　物體靠近時,像越來越遠,越來越大,最后再同側(cè)成虛像.
　　物距增大,像距減小,像變小；物距減小,像距增大,像變大.
　　一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小.
　　凸透鏡成像規(guī)律表：
　　
　　實像,物近像遠像變大
　　虛像,物遠像近像變小
　　
　　(4)當成虛像時,物、像的左右一致,上下一致；當成實像時,物、像的左右相反,上下相反..
　　【規(guī)律記憶】
　　1.u>2f,倒立縮小的實像 2f>v>f 照相機
　　簡記為：外中倒小實（或物遠像近像變小）
　　2.u=2f, 倒立等大的實像 v=2f 可用來測量凸透鏡焦距
　　簡記為：兩兩倒等實
　　3.2f>u>f 倒立放大的實像 v>2f 放映機,幻燈機,投影機
　　簡記為：中外倒大實（或物近像遠像變大）
　　4.u=f 不成像 平行光源：探照燈
　　簡記為：點上不成像
　　5.u　　簡記為：點內(nèi)正大虛
　　注：u大于2f簡稱為遠——離凸透鏡遠一些；u小于2f且大于f簡稱為近——離凸透鏡近一些