我们透过同一个凸透镜观察同一个物体，当物距发生改变时，就会得到不同的像，即凸透镜成像与物距有关。
凸透镜成放大的像，缩小的像或等大的像跟物距有什么关系呢？首先，我们利用蜡烛、凸透镜、光屏等器材，通过不断调节其相对位置，在光屏上接收到一次放大的像，一次缩小的像和一次等大的像，并把此时的物距记录下来。如图，我们以二倍焦距为分界点，把物距分为二段。
从图可知：2f是放大和缩小的像的分界点，物距大于2f时成缩小的像；物距等于2f时成等大的像；物距小于2f时成放大的像（除去物距=f时不成像）。
然后，我们又来探究凸透镜成虚实像（或正倒立像）时与物距的关系，不断调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置，在光屏上接收到一次正立的像，一次倒立的像和一个与凸透镜大小相等的圆形光斑，并把此时的物距记录下来。如图，我们以一倍焦距为分界点，把物距分为二段。
从图可知：f是正立像和倒立像的分界点，物距大于f时成倒立的像；物距等于f时不成像；物距小于f时成正立的像。
在凸透镜成像中，凡是正立的像是虚像，凡是倒立的像是实像。所以，f也是虚像和实像的分界点，物距大于f时是实像；物距等于f时不成像；物距小于f时是虚像。
最后，我们来探究凸透镜所起作用与物距的关系，不断调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置。如图所示，分别以二倍焦距和二倍焦距为分界点，把物距分为三段。
我们知道，当物距发生变化时，凸透镜所起的作用也发生变化。在初中阶段，我们只要求学生掌握照相机、投影仪（幻灯机）、放大镜成像的原理。
如图，2f是投影仪（幻灯机）和照相机的分界点，物距大于2f时，凸透镜起照相机的作用；物距小于2f而大于f时，凸透镜起投影仪（幻灯机）的作用。
f是投影仪（幻灯机）和放大镜的分界点，物距大于f而小于2f时，凸透镜起投影仪（幻灯机）的作用；物距小于f时，凸透镜起放大镜的作用。
把以上三个图综合起来，则如图：
因此，我们应用交并集概念可得出结论：
当物距>2f时，凸透镜起照相机的作用，成倒立缩小的实像；当2f>物距>f时，凸透镜起投影仪（幻灯机）的作用，成倒立放大的实像；当物距<f时，凸透镜起放大镜的作用，成正立放大的虚像。
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