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圆柱形玻璃杯和凸透镜成像有何不同?

2025-09-04 10:12 发布

圆柱形玻璃杯和凸透镜成像时存在一些差异,它们的共同点是都具有放大效果:

然而,不同之处在于圆柱形瓶子仅横向放大,而凸透镜成像时则在横向和竖向都会放大。当凸透镜成虚像时,像会是正立的,并且在成倒立的像时,上下左右都可能放大或缩小。

圆柱形玻璃杯装有水时,会变成一种特殊的柱状透镜,其成像特点不同于凸透镜。通过光的折射原理,圆柱形玻璃杯在竖直方向上相当于玻璃砖,而在水平方向上相当于凸透镜。

透过不装水的圆柱形容器看白纸上的箭头,箭头的左右、上下和大小基本和直接观察的结果一致,且不随距离而改变。

当圆柱形容器装入水后,它相当于一个水凸透镜。当容器靠近白纸上的箭头时,透过容器看到的箭头上下、左右没有变化,但箭头横向变大了。稍微远离纸面,箭头的横向放大程度会进一步增加。

当容器与白纸的距离稍远时,透过容器看到的箭头上下方位没有变化,但箭头的方向与纸面上的方向相反,且横向大小变大。

继续增加容器与白纸的距离,透过容器看到的箭头上下方位没有变化,箭头方向始终与纸面上的方向相反,且横向大小逐渐缩小。

即使使用不同直径的容器,观察到的现象也基本一致,但变化的位置会有所不同。

圆柱形透明容器装水后,中间部分较厚,左右两边较薄,上下厚度一致,形成横向凸透镜。纵向成像情况始终不会改变,横向成像情况与球面凸透镜相似,但纵向成像则与平板玻璃相同。

柱形凸透镜的焦距较短,只有当物体距离凸透镜很近时,才能在其一倍焦距以内。透过柱形凸透镜可以看到左右方向不变的横向放大的虚像。

当物体距离柱形凸透镜稍远时,超过一倍焦距,透过柱形凸透镜可以看到左右方向相反的横向放大的实像。

当物体距离柱形凸透镜更远时,超过二倍焦距,透过柱形凸透镜可以看到左右方向相反的横向缩小的实像。

总的来说,圆柱形玻璃杯和凸透镜在成像时具有不同的特点。圆柱形玻璃杯仅横向放大,而凸透镜则在横向和竖向都会放大。圆柱形玻璃杯装水后,其成像效果更加复杂,但在特定条件下可以看到不同的成像情况。

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