一、基本概念
透镜:透镜就是用透明物质制成的表面为球面的一部份的光学器件。
透镜的光心:如上图所示,透镜的几何中心O通常称为透镜的光心。
透镜的主光轴:如上图所示,经过透镜光心的一条水平直线称为透镜的主光轴。
透镜的焦点:以凸透镜为例。如上图所示,因为透镜对光具有凝聚作用,一束平行于主光轴的光线(简称平行光)穿过凸透镜后就会凝聚于一点,该点被称为透镜的焦点,用小写字母F来表示。
透镜的焦距:光学系统中评判光的集聚或发散的测度形式,指平行光入射时从透镜光心到光集聚之焦点的距离。具有短焦距的光学系统比变焦距的光学系统有更佳集聚光的能力。简单的说焦距是焦点到面镜的中心点之间的距离。即焦距就是焦点到透镜光心的距离,用大写字母f来表示。如上图所示。
凸透镜:边沿薄、中间厚凸透镜成像动画演示,起码要有一个表面制成球面的透镜。如右图的几种,都可以称之为凸透镜。凸透镜对光具有凝聚作用。
凹透镜:边沿厚、中间薄,起码要有一个表面制成球面的透镜。如右图的几种,都可以称之为凹透镜。凹透镜对光具有发散作用。
二、光线通过凸透镜的画法
原理:凸透镜对光具有凝聚作用。
1、经过光心的入射光线不改变方向直接依照原先的方向出射,如右图所示。
第①种情况为入射光线与主光轴平行且穿过光心凸透镜成像动画演示,第②、③种情况为入射光线与主光轴非平行的画法。
2、不经过光心且平行于主光轴的入射光线在出射时必需要经过焦点,如右图所示。
3、经过焦点的一束光线在出射以后会弄成一束平行光,如右图所示。
三、实验器材
1、光屏:拿来进行成像。
2、蜡烛:相当于光源,拿来发出光线。
3、凸透镜:已知焦距,可以便捷的与物距和像距进行比较。
4、光具座:光具座带有刻度,可以很精确地比较物距、相距、焦距两者之间的关系。
其完整的装置示意图如右图所示。
四、实验过程
(1)实验时应先调整凸透镜和光屏的高度,使她们的中心与烛焰中心尽量保持在同一水平高度上,以保证烛焰的像能成在光屏的中央。该步简称“三心等高”。即蜡烛的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心在同一高度。
(2)实验过程中,保持凸透镜位置不变,改变蜡烛或光屏与凸透镜的距离,观察并记录实验现象。
按照实验作透镜成像光路:
①将蜡烛放在2倍焦距以外,观察现象。
②将蜡烛放在2倍焦距和1倍焦距之间,观察现象。
③将蜡烛放在一倍焦距以内,观察现象。
(3)作凸透镜成像光路。
(4)进行重复试验(3-5次,找寻实验的普遍规律).
改进实验:因蜡烛火焰捉摸不定,可将蜡烛换成LED灯(多显示正F字),进行上述实验。
五、实验推论及应用
物距即蜡烛的焰心到凸透镜光心的距离。用u来表示。
像距即像的中心到凸透镜光心的距离。用v来表示。
凸透镜的焦距用f来表示。
实验的推论如下表所示。
好了,关于凸透镜成像的相关问题明天就说到这儿,你们有哪些不懂得或则更好的意见建议,欢迎留言或私信,多谢。