内容正文:
第三章 光和眼睛
3.6探究凸透镜成像规律
探究凸透镜成像规律
实验中烛焰、凸透镜、光屏三者的中心一定要在同一高度.
内容
实验器材 凸透镜、蜡烛、光屏、打火机、光具座
实验步骤 (1)如右图所示,把凸透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于一倍焦距和二倍焦距的位置.
内容
实验步骤 (2)把凸透镜、蜡烛、光屏放在光具座上,点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.
(3)移动蜡烛到某处,然后调节光屏的位
置,在光屏上分别找到缩小或放大的清晰的烛
焰的像.记下各种成像情况时的物距u,将探究
情况记录在表格中.
内容
实验步骤 (4)将蜡烛向凸透镜靠近,使蜡烛到凸透镜
的距离等于一倍焦距,观察光屏上是否有像,
并做记录.
(5)继续把蜡烛向凸透镜靠近,使蜡烛与凸
透镜的距离小于一倍焦距,观察光屏上是否有
像,若在光屏上观察不到蜡烛的像,则移去光
屏,直接用眼睛在蜡烛的异侧透过凸透镜观察
烛焰,找出像的位置,将数据记录在表格中
内容
实验数据
巧记乐背
一倍焦距分虚实,
二倍焦距分大小;
物在焦点外,
物近像远像变大,
物在焦点内,
物远像远像变大.
内容
实验
结论
内容
知识解读 (1)凸透镜成实像时,物像异侧,物像的移动方
向一致,物距减小,像距增大,像变大;凸透镜成
虚像时,物像同侧,物距减小,像距减小,像变小.
(2)u=f时,不成像;u=2f时,成等大的实像.
(3)凸透镜成实像时,物像上下、左右都相反
例1 小张同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图3-6-1所示,其中焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻线处,光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧.
图3-6-1
(1)小张将蜡烛移至光具座上10 cm刻线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是____(填“放大”“等大”或“缩小”)的实像.
缩小
(2)小张将蜡烛移至光具座上30 cm刻线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是____ (填“倒立”或“正立”)的实像.
(3)小张再将蜡烛移至光具座上40 cm处,他从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰____ (填“倒立”或“正立”)的像.
(4)以上(1)、(2)步骤中,小张将蜡烛从光具座上10 cm向30 cm处移动时,若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像,光屏应____ (填“远离”或“靠近”)透镜,此时所成像的大小将____ (填“变大”“变小”或“不
倒立
正立
远离
变大
变”).
(5)若烛焰已在光屏上成清晰的像,此时用遮光布遮住凸透镜的下半部分,则所成烛焰的像为____ (填“完整”或“不完整”)的像.实验过程中蜡烛燃烧时会逐渐变短,则光屏上烛焰的像也将逐渐向____移动.
完整
上
解析:由题意知f=15 cm,所以2f=30 cm.(1)当蜡烛在光具座上10 cm刻线处时,物距等于40 cm,大于2倍焦距,成倒立、缩小的实像.(2)当蜡烛在光具座上30 cm刻线处时,物距等于20 cm,处于1倍焦距和2倍焦距之间,成倒立、放大的实像.(3)当蜡烛在光具座上40 cm刻线处时,物距等于10 cm,小于1倍焦距,成放大、正立的虚像.(4)将蜡烛从光具座上10 cm向30 cm处移动时,物距减小但一直大于焦距,则像距变大,应将光屏向右移动才能再次在光屏上成清晰的像,且像变大.(5)凸透镜成实像时,烛焰发出的所有透过凸透镜的光会聚到光屏上成像.当将凸透镜
的下半部分遮住后,烛焰发出的光虽有一部分被挡住,但总会有一部分光通过上半部分凸透镜而会聚成像,因此像与原来相同,仍然完整;由于凸透镜的一半被遮住,因此折射出的光线与原来相比减少了一半,故亮度会减弱,像变暗了.蜡烛燃烧时会逐渐变短,根据凸透镜成实像时像与物上下、左右相反可知,像将逐渐向光屏的上方移动.
凸透镜的应用——放大镜
放大镜成正立、放大的虚像.
内容
实质 放大镜的实质是一个凸透镜
特点 焦距较短的凸透镜
工作原理 物距小于焦距时,可以成正立、放大的虚像
内容
成像特点 (1)物体通过放大镜成正立、放大的虚像;
(2)物体通过放大镜所成的像和物体在凸透镜的同侧;
(3)当物体位于放大镜焦点以内时,放大镜离物体越近所成的像越小,放大镜离物体越远,所成的像越大
内容
知识解读 (1)放大镜常选用焦距比较短的凸透镜;
(2)使用它观察物体时,物体到放大镜的距离小于放大镜的一倍焦距,在这个前提下,物体到透镜的距离越远,所成的像越大;
(3)两个凸透镜的大小相同时,厚度越大,焦距越小,放大倍数越大;
(4)如果放大镜与物体的距离大到一定程度,所成的像