用同一个凸透镜观察远处的景物,成倒立、缩小的虚像。
可见,像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离(物距)有关系。
像的虚实、大小、正倒跟物距有哪些关系呢?
探究凸透镜成像规律
设计实验
我们可以把物体放到距凸透镜较远的地方,之后逐步移近,观察成像情况。我们可以观察物距等于、大于或大于一倍焦距、二倍焦距……时,物体成像的情况。
实验步骤
用一支蜡烛作为发光物体,一块黑色的硬纸板作为光屏,研究烛焰的成像情况。
①组装实验装置,将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度,确保成像在光屏中心。
②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处,把蜡烛置于较远处,使物距u>2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的虚像。观察虚像的大小和正倒。
③把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,仍使u>2f,仿造步骤②再做一次实验,观察虚像的大小和正倒。
④把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u=2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的虚像。观察虚像的大小和正倒。
⑤把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使f<u<2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的虚像。观察虚像的大小和正倒。
⑥把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,仍使f<u<2f,仿造步骤⑤再做一次实验,观察虚像的大小和正倒。
⑦把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u=f,观察能够成像。
⑧把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u<f,在光屏上不能得到蜡烛的像凸透镜成像规律记忆图,此时成实像凸透镜成像规律记忆图,应从光屏这侧向透镜里观察蜡烛的像,观察实像的大小和正倒。
来吧,点击下边视频查看探究过程
视频《探究凸透镜成像的规律》
剖析与论证
按照前面的探究活动,可以归纳出如下推论:
①当u>2f时,f<v<2f,成倒立、缩小的虚像,物像在透镜后侧,应用:拍照机、摄像机、摄像头
②当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的虚像,物像在透镜后侧,二倍焦距点是放大和缩小虚像的分界点,应用:测焦距
③当f<u<2f时,v>2f,成倒立、放大的虚像,物像在透镜后侧,应用:幻灯机、投影仪、电影放映机
④当u=f时,不成像,焦点是虚像和实像的分界点
⑤当u<f时,光屏上不成像,在物体同侧成正立、放大的实像,物像在透镜同侧,应用:放大镜
⑥成虚像时:物距降低,像距变大,像变大;物距减小,像距降低,像变小。
记忆口诀
一倍焦距分虚实;
二倍焦距分大小;
二倍焦距物像等;
虚像总是异侧倒;
实像总是同侧正;
物近像远像变大;
物远像近像变小;
像的大小像距定;
像儿跟随物体跑。
下边的视频是借助“一字屏”代替蜡烛作为光源来探究凸透镜成像规律,十分值得一看
视频《探究凸透镜成像的规律》
练一练
1、(1)如图所示,把燃起的蜡烛置于处,光屏上出现缩小的像,把燃起的蜡烛置于处,光屏上出现放大的像;置于处时,光屏上不会成像。
(2)在物距不断减少的过程中,像距不断,像的大小不断;当物距大于时,无论如何联通光屏,都不能在光屏上得到烛焰的像。
2、已知凸透镜的焦距为10cm,物体离凸透镜的距离为15cm,所成的像是(选填“正立”或“倒立”)、(选填“放大”、“等大”或“缩小”)的(选填“实”或“虚”)像。
3、小致朋友做“探究凸透镜成像的规律”实验,请回答以下问题:
(1)如图甲所示,让太阳光正对着凸透镜照射,把光屏放在另左侧。改变光屏与凸透镜间的距离,直至光屏上出现一个最小最亮的光斑,测得凸透镜的焦距是cm.
(2)实验前,应使烛焰、透镜、光屏两者的中心在,目的是;
(3)实验时,当烛焰、凸透镜、光屏处于如图乙所示的位置时,恰能在光屏上得到一个清晰的倒立、(放大/缩小)的虚像(光屏上像未画出),(填光学仪器名称)就是借助这一成像规律工作的;
(4)接出来将蜡烛向凸透镜方向联通,若要在光屏上能够得到清晰的像,应将光屏(选填“靠近”或“远离”)凸透镜;
(5)在光屏上得到清晰的像以后,保持透镜的位置不动,只将蜡烛和光屏的位置互换,光屏上会(会/不会)再度出现清晰的像。
4、如图所示,若要使像成在光屏中心,可将光屏(选填“向上”或“向下”)调整;或则将透镜(选填“向上”或“向下”)调整;或则将蜡烛(选填“向上”或“向下”)调整。
5、在做“探究凸透镜成像的规律”实验时,将燃起的蜡烛顺着光具座,从凸透镜二倍焦距以外的位置向二倍焦距位置联通,在此过程中,像的大小(选填“变大”、“不变”或“变小”),像距(选填“变大”、“不变”或“变小”),蜡烛联通的速率(选填“大于”、“等于”或“小于”)像联通的速率;从凸透镜二倍焦距的位置向焦点联通,在此过程中,像的大小(选填“变大”、“不变”或“变小”),像距(选填“变大”、“不变”或“变小”),蜡烛联通的速率(选填“大于”、“等于”或“小于”)像联通的速率。
6、把幻kt板置于教学用的幻灯机上,假如要使屏幕上得到更大的清晰的像,应使幻灯机(选填“远离”或“靠近”)屏幕,并使透镜向(选填“上”或“下”)联通。
7、用照像机拍摄集体照时,人站好后摄影师发觉有些人没有步入画面,此时应将照像机(选填“远离”或“靠近”)人一些,并将镜头(选填“前伸”或“后缩”)一些。
8、在使用放大镜观察数学书上的文字时,为使字更大一些,应将放大镜(选填“远离”或“靠近”)数学书一些。
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