探索凸透镜成像规律
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实验想法
如上图所示,将物体放置在凸透镜前面,将物体由远到近移动到凸透镜处,观察物体经过凸透镜后的成像情况,通过物距与距离的关系。
重要的物理概念:
1、物距:物体到镜头的距离称为物距(μ)
2.相位:像到镜头的距离称为相位距离(ν)
3、真实图像:可以在光幕上呈现的图像。 它是由实际光线会聚而成的。
实验步骤
使用蜡烛作为发光物体,使用白纸板作为光幕来研究蜡烛火焰的成像。
①组装好实验装置,将蜡烛火焰中心、凸透镜中心和光幕中心调整到同一高度,保证图像位于光幕中心。
② 将凸透镜按一定比例固定在灯座中间,将蜡烛放置较远,使物距μ>2f,调节光幕到凸透镜的距离,使蜡烛火焰在光屏上形成清晰的实像,观察实像的大小和正下方。 改变物距μ仍使μ>2f,重复实验,观察图像的大小和方向。
③将蜡烛移近凸透镜,改变物距μ使μ=2f,调整光幕到凸透镜的距离,使蜡烛火焰在光幕上形成清晰的实像。 观察实像的大小和反转。
④ 将蜡烛移近凸透镜,改变物距μ,使f<μ<2f,调整光幕到凸透镜的距离,使蜡烛火焰在光幕上形成清晰的实像。 观察实像的大小和反转。 改变物距μ,使f<μ<2f,重复实验,观察实像的大小和反转。
⑤ 将蜡烛移近凸透镜英语作文,改变物距μ,使μ=f,观察能否成像。
⑥ 将蜡烛移近凸透镜写出凸透镜成像规律,改变物距μ,使μ < f。 发现在光屏上无法获取蜡烛的图像。 这时就变成了虚像。 应从光幕一侧通过透镜观察蜡烛的图像,以观察虚像的效果。 大小和右下。
实验结果
基于上述研究活动,可以得出以下结论:
①当μ>2f、f<ν<2f时,形成倒立缩小的实像,物像在透镜的两侧。 应用:相机、摄像机
② 当μ=2f、ν=2f时,形成倒立的等尺寸实像。 物像位于镜头的两侧。 双焦距点是放大和缩小实像的分界点。 应用:焦距测量
③当f<μ<2f、ν>2f时,形成倒立、放大的实像,物像在镜头两侧。 应用:幻灯机、投影仪、电影放映机
④当μ=f时,无图像,焦点为实像与虚像的分界点。
⑤当μ<f时,光屏上无图像,在物体同侧形成正立的放大虚像。 物像位于镜头的同一侧。 应用:放大镜
总结:
1、形成实像时:物距变小,像距变大,像变大; 物距变大,相互距离变小,图像变小。
2、形成虚像时:物距变小,像距变小,像变小; 物距变大,距离变大,图像变大。
概括
凸透镜成像的规律
焦距:一次焦距分为虚和实,两倍焦距分为大和小。
实像:远处物体近处像变小写出凸透镜成像规律,近处物体远处像变大。
虚像:远处物体的像变大,近处物体的像变小。
中考再现
1.(2018•苏州30)小明实验组在了解了镜头之后,想将在光学实验室(暗室)学到的知识进行深入研究。 可用的设备有:光源S(视为点光源)、圆形凸透镜(直径D)、光具座、光幕(足够大)。 经过讨论,他们决定从测量凸透镜的焦距开始。
(1) 在光屏中心画一个与凸透镜直径相同的圆,并找到圆心O'。
(2) 将光源、凸透镜和光幕放置在光具座上,调整其高度,使光源和凸透镜的光学中心位于同一水平直线上。
(3)固定凸透镜的位置,将光源从靠近凸透镜的位置慢慢向外移动,直至到达光屏上的光点。 然后可以从光具座上读取凸透镜的焦距。 此时,每台设备都在光具座上。 其位置如图A所示。凸透镜的焦距为cm。
(4)为了验证测量的焦距值是否准确,小明提出可以左右移动光幕。 如果光屏上的光斑大小保持不变,则测量的焦距是准确的。 如果光幕向右移动,光斑变大,说明本次测得的凸透镜的实际焦距比。
(5)在移动光幕的过程中,小明发现光幕上的光点外面有一圈黑环。 他猜测可能是凸透镜的镜框造成的。 于是他拆下镜架,直接将凸透镜固定在光具座上,并进行实验验证,发现暗环依然存在。 你认为暗环是如何形成的? 如果光源S在左焦点,光幕在右焦点,如图B所示,请计算此时暗环的面积等于 。