探究凸透镜成像的规律

探究物体到凸透镜的距离（物距 u）变化时，像的位置、大小、正倒、虚实的变化规律。

透镜成像公式： 1/u + 1/v = 1/f

• u — 物距（物体到透镜光心的距离），单位：cm
• v — 像距（像到透镜光心的距离），单位：cm；虚像时 v 为负
• f — 凸透镜焦距，单位：cm（本实验可调，默认 f = 10 cm）
• 放大率 m = |v/u| = 像高 / 物高

规律：u > 2f → 倒立缩小实像（照相机）；u = 2f → 倒立等大实像；f < u < 2f → 倒立放大实像（投影仪）；u = f → 不成像；u < f → 正立放大虚像（放大镜）。光路可逆：把物体与像互换位置，成像情况不变。

光具座（0~100 cm）1 套；凸透镜（f 可调，默认 10 cm）1 个；蜡烛（或发光物体，高约 4 cm）1 支；光屏 1 个；火柴（若用蜡烛）；刻度尺。

• 把透镜、物体、光屏安装在光具座上，使中心大致在同一高度。
• 固定透镜，把物体放在较远处（u > 2f），移动光屏直到出现清晰倒立的像，记录 u、v。
• 减小物距，重复测量 u = 2f、f < u < 2f 等多组数据；再让物体靠近透镜（u < f）观察虚像。
• 把物体移到透镜另一侧（光路可逆），观察像随之移到原物体一侧。
• 每次测量读数估读到分度值下一位，多次测量取典型值。

💡 用鼠标按住蜡烛（物体）可拖到透镜任一侧（体会光路可逆）；拖动滑块调节焦距 f，图上的焦点 F、2F 会随之移动。

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序号	物距 u / cm	像距 v / cm	正倒	大小	虚实	应用
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凸透镜成实像时，物距减小，像距增大、像变大；当 u > 2f 成缩小实像，f < u < 2f 成放大实像；u = f 不成像；u < f 成放大虚像。光路可逆：物、像位置互换，成像情况不变。结论随上方"像的性质"联动显示。