凸透镜成像是光的折射现象,原理是凸透镜对光有会聚作用。在凸透镜成虚像时,物体上某点发出的光经凸透镜折射后,折射光线相交于一点,该点就是物体上哪个点的像点,同样道理,物体上其他点发出的光经凸透镜折射后各自成对应的像点,这种像点共同组成物体完整的像,该像能呈现今光屏上,为虚像。如右图所示:
在凸透镜成实像时,物体上某点发出的光经凸透镜折射后,折射光线不能相交,但折射光线的反向延长线(右图中的实线)可以相交,交点就是物体上哪个点的实像点,同样道理,物体上其他点发出的光经凸透镜折射后各自成对应的实像点,这种像点共同组成物体完整的实像,实像不能呈现今光屏上,可以用耳朵直接观察。如右图所示:
习题:在凸透镜成虚像时,假若用不透明的纸板遮住半个凸透镜,则光屏上的像会()
A、无变化B、变小C、变残缺D、变暗
剖析:在成虚像时,所有照射到凸透镜上的光就会折射到像点,当用纸板遮住半个透镜时,照射到另一半透镜上的光依然会折射到像点,所以像的大小及完整性都不会变化,但成像的光少了,所以像会变暗凸透镜成像规律示意图,故选D
二、凸透镜成像实验
实验器材有光具座、焦距已知的凸透镜、蜡烛、光屏和火柴,在实验前要调整器材的高度,使烛焰中心、透镜光心和光屏中心在同一高度(三心等高)。
实验步骤:
1.把蜡烛置于二倍焦距以外,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的虚像,观察虚像的大小和正倒,记下物距u和像距v。
2.把蜡烛置于一倍焦距与二倍焦距之间,重复以上操作,进行观察并记下物距u和相距v.
3.把蜡烛置于一倍焦距以内,调整光屏的位置,看能够在屏上找到像.假如不能,试着观察到蜡烛的像,观察一下是虚像还是实像?并观察像的大小和正倒.记下物距u。
三、凸透镜成像规律
1、物体在二倍焦距以外时:成倒立、缩小的虚像,像成在一倍焦距与二倍焦距之间,实例是拍照机。当物体紧靠透镜时,像远离透镜,像会变大,但仍比物体小。像联通的距离比物联通的距离小,像联通的速率比物联通的速率小,在整个过程中像距仍然大于物距。
照像机:
练习:摄影师给小明照了一张四肢像后,在照半身像之前要将单反(填“靠近”或“远离”)小明一些,并使镜头与底片之间的距离(“增加”或“减少”)一些。
答案:紧靠降低
2、物体在二倍焦距处时:成倒立、等大的虚像,像成在二倍焦距处。像与物的宽度为四倍焦距(4f),该宽度为凸透镜成虚像时的物像最小宽度。
上图中,物体在二倍焦距处,像也在二倍焦距处,具体数据:焦距61,物距122,像距122,物像宽度244。我们可以对比下面的两张图,发觉不论物体在二倍焦距外还是在二倍焦距内,物像宽度都比244要大。
练习:小明在做凸透镜成像实验时,先将燃起的蜡烛和光屏相距40cm固定在光具座上,当他把一个凸透镜置于蜡烛与光屏的正中间时,光屏上刚好出现清晰的像,则该像为____立、的_____像,他选用的凸透镜焦距为。
答案:倒等大实10
3、物体在一倍焦距与二倍焦距之间时:成倒立、放大的虚像,像成在二倍焦距以外,实例是投影仪、幻灯机、电影机。当物体紧靠透镜时,像远离透镜,像会变大。像联通的距离比物联通的距离大凸透镜成像规律示意图,像联通的速率比物联通的速率大,在整个过程中像距仍然小于物距。
投影仪:
幻灯机:
影片机:
练习:老师在用投影仪上课时,要想让幕布上的字大一些,应当使凸透镜(填“靠近”或“远离”)投影片一些,并使投影仪与幕布之间的距离(“增加”或“减少”)一些。
答案:紧靠降低
4、物体在焦点处时:我们发觉折射光线是平行的,不能相交,所以不成像。
练习:小明用放大镜观察物体,他渐渐使放大镜远离物体,当正好看不到物体正立的像时,用刻度尺测出物体到透镜光心的距离即为该凸透镜的。
答案:焦距
5、物体在一倍焦距以内时:成正立、放大的实像,像成在物体的同侧,实例是放大镜。当物体紧靠透镜时,像紧靠透镜,且像会变小,但仍比物体大。像联通的距离比物联通的距离大,像联通的速率比物联通的速率大,在整个过程中像距仍然小于物距。
放大镜:
练习:小明在用放大镜观察物体时,假如想让听到的像更大一些,他应将放大镜离物体(“近”或“远”)一些。
答案:远