凸透鏡成像規律是指當光線通過凸透鏡時,光線會發生折射,并在透鏡的另一側形成實像或虛像的規律。以下是凸透鏡成像的基本規律:
1. 物體位于焦點內(U < f):當物體位于凸透鏡的焦點內側時,透鏡會形成正立、放大的虛像。這種情況常見于放大鏡。
2. 物體位于焦點與透鏡之間(f < U < 2f):當物體位于焦點與透鏡兩倍焦距之間時,透鏡會形成倒立、放大的實像。
3. 物體位于兩倍焦距處(U = 2f):當物體位于凸透鏡的兩倍焦距處時,透鏡會形成倒立、等大的實像。
4. 物體位于兩倍焦距之外(U > 2f):當物體位于凸透鏡的兩倍焦距之外時,透鏡會形成倒立、縮小的實像。這種情況常見于照相機和攝像機。
5. 物體位于無窮遠處:當物體位于無窮遠處時,透鏡會形成在焦點處的倒立、極小的實像。
其中,U 表示物體到透鏡的距離,f 表示透鏡的焦距。
這些規律可以通過透鏡成像公式進行數學描述:
其中,do 是物距(物體到透鏡的距離),di 是像距(像到透鏡的距離),f 是透鏡的焦距。
了解這些成像規律對于光學儀器的設計和應用非常重要,例如在攝像機、望遠鏡、顯微鏡等設備中。