凹透镜的成像规律可分为以下三个核心规律,结合了不同物距条件下的成像特点:
一、物距与像距的关系
当物体为实物时 凹透镜成 正立、缩小的虚像
,且像与物在透镜的 同一侧。
当物体为虚物时
若物距 小于焦距(u < f),成 正立、放大的虚像,像距趋向无穷远。
若物距 等于焦距(u = f),成像于 无穷远。
若物距 大于焦距但小于两倍焦距(f < u < 2f),成 倒立、放大的虚像,像距增大。
若物距 大于两倍焦距(u > 2f),成 倒立、缩小的虚像,像距进一步增大。
二、应用与特性
近视眼镜: 凹透镜对光线发散,用于矫正近视,使光线在视网膜聚焦。 其他应用
三、成像特点总结表
| 物距区间 | 成像性质 | 像距特点 | 实际应用 |
|----------------|----------------|------------------------|------------------------|
| u < f | 正立、放大虚像 | 像距→∞ | 近视矫正 |
| u = f | 无穷远 | - | - |
| f < u < 2f | 倒立、放大虚像 | 像距增大 | 放大镜、望远镜 |
| u > 2f | 倒立、缩小虚像 | 像距进一步增大 | 投影仪、相机镜头 |
四、光学原理补充
凹透镜的成像基于光的发散特性,平行光线经凹透镜后反向延长线交于虚焦点,实际像为虚像。其焦距计算遵循透镜公式:
$$\frac{1}{u} + \frac{1}{f} = \frac{1}{v}$$
其中,$u$为物距,$f$为焦距,$v$为像距。