什么是物距和像距? 什么是物距和像距和焦距图解物距与像距的定义及关系解析1. 基本定义物距(u):指物体到透镜光心的距离。在光学体系中,物距的物理符号为u,单位为米(m)。例如,拍摄时相机与拍摄对象的距离即为物距。 像距(v):指像(物体通过透镜形成的影像)到透镜光心的距离。像距的符号为v,其大致与物距和透镜焦距相关。 2. 核心关系:物距、像距与焦距三者满足透镜成像公式:\[ \frac1}u} + \frac1}v} = \frac1}f} \]其中,f 为透镜焦距(焦点到光心的距离)。 当物距变化时,像距随之改变: 物距越大(u→∞):像距趋近于焦距(v→f),如拍摄远距离物体时,像落在焦平面附近。 物距等于两倍焦距(u=2f):像距也等于两倍焦距(v=2f),此时物像等大,常用于1:1微距摄影。 物距小于焦距(u<f):像距为负值(v<0),表示在物体同侧形成正立、放大的虚像,如放大镜原理。 3. 凸透镜成像规律根据物距不同,成像特点如下:|物距范围 |像距范围 |像的性质 |应用实例 ||———————|———————|—————————–|———————||u > 2f |f < v < 2f | 倒立、缩小、实像 | 照相机 ||u = 2f |v = 2f | 倒立、等大、实像 | 测焦距或等大成像 ||f < u < 2f |v > 2f | 倒立、放大、实像 | 投影仪、幻灯机 ||u = f |不成像 | 平行光出射 | 生成平行光源 ||u < f |v > u(虚像) | 正立、放大、虚像 | 放大镜 | 4. 实际应用中的关键点共轭关系:物距与像距成反比,即物距越远,像距越近,反之亦然。 焦距对成像的影响:短焦距透镜聚光能力强,适用于广角拍摄;长焦距透镜则适合远距离特写。 凹透镜的独特性:其焦距为负值,虚像像距也为负值,需通过反向延长线确定虚像位置。 5. 实验与操作技巧光具座实验:需调整蜡烛焰心、透镜中心、光屏中心在同一高度,以消除视差。 手动对焦原理:调整像距(如相机镜头伸缩)使像清晰,本质是满足透镜公式。 物距和像距是光学成像的核心参数,其动态关系决定了像的大致、虚实和位置。掌握透镜公式及成像规律,可灵活应用于摄影、显微镜等设备的设计与操作
