凹透镜成像规律

凹透镜的成像规律

一、当物体为实物时：

凹透镜对于实物始终呈现的是正立、缩小的虚像，像与物位于透镜的同侧。这一成像规律在数学上可通过公式应用加以解释，即当物距（u）变化时，焦距与像距之间的关系满足公式：1/u + 1/v = 1/f。值得注意的是，凹透镜的焦距为负值，实物对应的u为正值，而虚像对应的v也为负值。在此过程中，像距总是小于物距，也就是说v总是小于u。随着物体的靠近，像会靠近透镜并变大；随着物体的远离，像会远离透镜并变小。

二、当物体为虚物时：

虚物指的是入射光线是发散光线的情况，例如通过其他透镜形成的虚像作为凹透镜的物。在这种情况下，虚物距（u）与焦距（|f|）之间的关系决定了成像的性质。

1. 当u小于焦距|f|时，生成的是正立、放大的虚像，像与物位于透镜的同侧。

2. 当u等于焦距|f|时，像距趋近于无穷远，无法成像。

3. 当焦距|f|小于u小于2倍焦距2|f|时，生成的是倒立、放大的虚像，像与物位于透镜的异侧。

4. 当u等于2倍焦距2|f|时，生成的是倒立、等大的虚像，像与物依然位于透镜的异侧。

5. 当u大于2倍焦距2|f|时，生成的是倒立、缩小的虚像，像与物位于透镜的异侧。

以下是不同物体类型和物距范围下的成像性质的

实物：在所有物距u大于0的情况下，呈现正立、缩小、虚像，像与物同侧。随着物的接近，像会靠近并变大。

虚物：在不同物距u下有不同的成像性质。当u小于焦距|f|时，呈现正立、放大、虚像；当焦距|f|小于u小于2倍焦距时，呈现倒立、放大、虚像；当u等于2倍焦距时，呈现倒立、等大、虚像；当u大于2倍焦距时，呈现倒立、缩小、虚像。在这个过程中，像的放大和缩小以及正立和倒立的变化反映了光线通过凹透镜的不同折射方式。