探索凸透镜成实像时物距和像距

优热勒图

初中物理中凸透镜成像规律是一种光学定律。在光学中，由实际光线会聚而成，且能在光屏上呈现的像称为实像;由光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”

当物距大于2倍焦距时，则像距在1倍焦距和2倍焦距之间，成倒立、缩小的實像。此时像距小于物距，像比物小，物像异侧。当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距等于像距，像与物大小相等，物像异侧。当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，则像距大于2倍焦距，成倒立、放大的实像。此时像距大于物距，像比物大，物像异侧。当物距小于1倍焦距时，则成正立、放大的虚像。此时像距大于物距，像比物大，物像同侧。当物距等于1倍焦距时，不会成像。

凸透镜成实像时物距，焦距，像距有没有关系？有没有计算焦距的公式呢？下面几何方法证实物距，焦距，像距，物高，像高之间的关系。如图中：AB是物高，BO物距，DC像高，OC像距，OF=f焦距。可看出：

当物距等于2倍焦距时，则像距也在2倍焦距，成倒立、等大的实像。此时物距+像距=4倍焦距=4f。那么物距大于2倍焦距或物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时物距+像距和4倍焦距有什么关系呢？下面假设一个m变量：0

总结：在凸透镜成实像的规律中，物体处于2倍焦距处，像也处于另一侧2倍焦距处，即此时物像距离最小，即等于四倍焦距;若物体处于1倍焦距和2倍焦距之间时，物体远离透镜，则像要靠近透镜，而二者的速度不同，物体远离透镜的速度小，像的靠近透镜速度快，所以物像距离在变小，也大于四倍焦距;物体从2倍焦距处向外远离透镜时，像要靠近透镜，而二者的速度不同，远离透镜的速度大，像的运动速度小，所以物像距离又会变大，也大于四倍焦距;

故可知当物体处于2倍焦距处，像处于另一侧的2倍焦距处时，物像距离最小。当物体处于1倍焦距处，像高DC =AB·f/（BO-f）和像距OC =BO·f/（BO-f）中BO-f=0没有意义，不成像。此时AD//ED实际光线不会聚。当物体处于小于1倍焦距处，光线的反向延长线会聚而成，且不能在光屏上呈现的像称为虚像。当物体处于其他任何处，物像距离大于四倍焦距。