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文档简介

凸透镜的像点轨迹一、问题起源于下题:二、像点与物点的关系式:根据光路图的几何特点、成像公式等,得求得像点与物点的关系式:(式1)(式2)三、当物点轨迹为多边形时,线条为直线。(1)直角坐标系中,物点轨迹为非竖直的直线时,可用二元一次方程 y1=k·x1+b (式3)描述。把(式1)、(式2)代入(式 3)中,得可知,像点轨迹也是一条直线,斜率与物点直线的斜率相差 b/f,而截距 b相同。1(2)物点轨迹为竖直直线 x1=c (式4)时,(式1)代入(式 4)中,得也为一条竖直直线。(3)当物点轨迹为多边形时,像点轨迹见动画《物点轨迹为三四边形》 。可见,像点轨迹符合前面两点的结论。三、物点轨迹的线条为圆锥曲线时。同理,可以把(式 1)、(式2)代入描述圆锥曲线的二元二次方程 Ax2+By2+Cxy+Dx+Ey+F=0中,得出像点的方程。可以看出,结果也是一个二元二次方程,所以还是一个圆锥曲线。但式子的推演、整理过程颇为繁琐,即使是最简单的动圆( x-x 0)2+y 2=r2也不简单。同时,为了直观看到图象的结果,观察特点、规律,特意下载安装了几何画板,现学现用,制作动画《物点轨迹为定圆》、《物点轨迹为动圆》。2四、观察动画,以及圆锥曲线的基本知识,归纳出以下规律:【动圆的像点轨迹】物点轨迹为动圆(简称“物圆” ),从远到近。1、当物圆较远,且与直线 x=-f 相离时,像点轨迹(简称“像迹”)在 x>f 区域,呈椭圆,长轴平行于 y轴;2、物圆渐近,在 x<-2f 但又较靠近 2f 的某个位置(跟物圆 r、透镜f有关),像迹为圆;3、物圆再近,像迹变回椭圆,长轴平行于 x轴;4、物圆右切直线 x=-f 时,像迹呈开口向右的抛物线;5、物圆与直线 x=-f 相交时,像迹为双曲线;6、物圆左切直线 x=-f 时,像迹在 x<f 区域,呈开口向左的抛物线;7、物圆在直线 x=-f 右方且相离,像迹在

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