明天和大家分享探索凸透镜成像规律的知识,同时也会讲解探索凸透镜成像规律的实验。 如果你有机会解决你面临的问题,别忘了关注本站,马上开始吧!
本文内容:
1、凸透镜成像有什么规律? 2.凸透镜成像规律。 3、探究凸透镜成像的规律? 4.探索凸透镜成像规律 5.探索凸透镜成像规律 6.探索凸透镜成像规律 实验有哪些?
凸透镜成像有哪些规律
探索凸透镜成像规律
问个问题:相机、投影仪、放大镜都用凸透镜。 为什么物体通过凸透镜成像不同? 决定图像质量的因素有哪些(上下颠倒、大小、虚拟现实)?
推测:物体通过凸透镜的成像质量可能与物体与镜头的距离有关,也可能与镜头的焦距有关
实验器材:光具座(尺)、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、平行光源
实验步骤:
1、检查凸透镜的焦距:借助平行光源或太阳光粗略测量凸透镜的焦距(实验室提供的凸透镜焦距有5cm、10cm、30cm,我们选择的镜头最好在10cm-20cm之间,太大或者太小都不方便)
2、同轴调整:将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上。 点燃一支蜡烛,将蜡烛中心、凸透镜、光幕调整到大致同一高度。
3、将蜡烛放置在距凸透镜远小于2倍焦距的位置,沿着光屏的直线,直到光屏上出现明亮清晰的蜡烛火焰图像。 观察它是倒置还是直立,放大还是缩小。
4、把蜡烛移到凸透镜上,使蜡烛到凸透镜的距离等于焦距的2倍,用光幕,观察像到凸透镜的距离,倒置和图像的大小。
5、把蜡烛靠近凸透镜,使蜡烛到凸透镜的距离在2倍焦距和1倍焦距之间,用光屏,观察像到凸透镜的距离镜头实验探究凸透镜成像的规律,图像的反转和大小。
6、让蜡烛靠近凸镜,让蜡烛在凸镜、光屏的焦点上,看是否还能成像
7、把蜡烛放在凸透镜的焦点内,放上光屏,你能在光屏上看到蜡烛火焰的影像吗?
现象记录:
镜头焦距f=cm
物距与焦距的关系 物的位置 镜头的位置 像的位置 物距u/cm 像距v/cm 像的质量、实、虚大小 逆= 实验推导:
凸透镜成像法(见下表)
物距与焦距的关系 像质 v 物像与反射镜的位置关系 光幕可接收到的实虚 u2f 倒像大小 倒像可通过倒像缩小image 2fvf 对面可以照相 u=2f 倒置等尺寸虚像 v= 2f 异侧可以 2fuf 倒置放大虚像 v2f 异侧可以投影 u=f 不成像 uf 直立放大实像 物距大于像距同侧不能放大镜总结:
一、实像与虚像
当物体与透镜的距离小于焦距时,物体就变成倒像,它是由蜡烛发出的光折射并会聚到凸透镜上而形成的。 当物体与镜头之间的距离大于焦距时,物体形成放大的图像。 这个图像并不是实际的折射会聚点,而是它们的反向延长线的交点。 光学屏接收不到,是实像。 �
2、u=f为成像虚实分界点。 当物距小于镜头的一个焦距时,物体就成为虚像。 当物距大于镜头的一个焦距时,物体成为实像;
3.u=2f是成像尺寸的分界点。 当物距小于镜头的二倍焦距时,物体成为缩小像,当物距大于镜头的二倍焦距时,物体成为放大像;
4、凸透镜形成的虚像都是倒立的,而实像是正立的;
5、凸透镜成虚像时,当物体从远处靠近透镜时(物距变小),像到透镜的距离(像距)逐渐增大,像逐渐变大变大。
即:“一焦段分虚实,双焦段分大小,物体的近像和远像变大”。 6、无论是虚像还是实像,成放大像时像距必须小于物距,放大成缩小像时像距必须小于物距。 大于物距。
2.凸透镜成像定律的应用
一、相机原理与结构
相机镜头相当于凸透镜,胶片相当于光幕,外壳相当于暗室。 被摄物体到镜头的距离远小于焦距。 在胶片上可以获得倒置缩小的虚像。 这时实验探究凸透镜成像的规律,胶片与镜头之间的距离为1.倍焦距之间。 光路图如下:
如图所示:
物体AB垂直于主轴放置,位于倍焦距之外,在A点画两个特点,平行于主轴的一个经凸透镜折射通过焦点,经光心的一束经凸透镜折射后传播方向不变,则两次折射的交点即为A点的像点A'。由于像A'B'也垂直于主轴,可以得到物体的图像A'B'。 可以看出,物体通过相机变成倒置缩小的虚像,像距在一到两个焦距之间,物距小于像距。
思考:拍照时,人应该靠近相机还是远离相机?
根据凸透镜成像定律可知,“物体的近像和远像变大”,所以要使上半身人像变大,人应该离镜头近一些,但在同时,为了在底片上获得清晰的图像,图像也应该做得更大。 距离变大,也就是镜头到胶片的距离被调整了。
二、投影仪的原理和结构
投影仪的结构主要包括:镜头、投影仪、聚光镜、光源、反射镜。 光源用于照亮投影; 聚光镜是一组凸透镜,其作用是聚光,降低投影的照度; 反光镜是一面平面镜,其作用是将射向投影的光线反射到屏幕上。 石膏相当于实验中的蜡烛(物体),天花板相当于光幕,透镜起到凸透镜的作用。 投射到镜头的距离在焦距的一倍到两倍之间,但距离焦点较近,因此可以在屏幕上形成放大的虚像,此时的像距小于焦距的两倍长度。 光路图如下:
如图所示:
物体AB垂直于主轴放置,位于一倍焦距和两倍焦距之间,画A的两个特点,平行于主轴的一个经凸透镜折射并通过焦点,而经过光心的那一束经凸透镜折射后传播方向不变,则两束折射的交点即为A点的像点A’。由于像A’B’为同样垂直于主轴,可以得到物体的图像A'B'。 可以看到,物体通过投影仪变成了倒置放大的虚像。 像距在倍焦距之外,物距大于像距。
3、放大镜原理
当物体在镜头的一个焦距内时,通过镜头可以看到物体放大后的实像,这就是放大镜。 光路图如下:
如图所示:
物体AB垂直于主轴放置,在一个焦距内,在A点画两个特点,平行于主轴的特点经凸透镜折射后通过焦点,光的传播方向为一个通过光心经过凸透镜折射后不变,两个折射后的交点就是A点的像点A'。由于像A'B'也垂直于主轴,所以像可以获得对象的A'B'。 可见,物体通过放大镜形成直立放大的实像,物距大于像距。
凸透镜成像法
凸透镜成像定律是一个光学定理。 在光学中,实际会聚形成的能呈现在光幕上的像,称为虚像; 两者相对的延长线会聚而成的不能在光屏上呈现的图像称为实像。
法则一:当物距小于2倍焦距时,像距在1倍焦距和2倍焦距之间,形成倒置缩小的虚像。 此时像距大于物距,像小于物距,物像在对面。
法则二:当物距等于焦距的2倍时,像距也等于焦距的2倍,形成上下颠倒、大小相等的虚像。 此时物距等于像距,像与物的大小相等,物像在对面。
规律三:当物距大于2倍焦距,大于1倍焦距时,像距小于2倍焦距,形成倒置放大的虚像。 此时像距小于物距,像大于物距,物像在对面。
规则四:当物距等于1倍焦距时,不成像,以平行光出射。
法则五:当物距大于焦距的1倍时,就会形成正立放大的实像。 此时像距小于物距,像大于物距,物像在同一侧。
在描述虚像和实像的区别时,经常会提到这样一种解析方式:“实像都是倒立的,而实像都是正立的”。 如果是厚的弯月形凹透镜,情况就更复杂了。 当长度足够大时,相当于伽利略望远镜,当宽度较大时,相当于正透镜。
结构
凸透镜:边薄中间厚,至少有一个面必须做成球面,也可以两面做成球面。 可分为双凸透镜、平凸透镜和凸凸透镜三种。
凹透镜:边厚中间薄,至少有一个面必须做成球面,也可以两面做成球面。 可分为双凹透镜、平凹透镜和凹凸透镜三种。
相反的效果
凸透镜主要聚焦光线。
凹透镜主要是发散光线。
画面质量
凸透镜是折射成像,成像可以正立、倒立; 实像,实像; 放大、等尺寸、缩小、团聚
凹透镜是折射成像,只能形成正立缩小的实像。 起到发散作用。
探索凸透镜成像规律?
文字摘要
(1)
当物体超出凸透镜的两倍焦距时,会形成倒置缩小的虚像; 当物体在凸透镜的两倍焦距处时,会形成一个倒置的等大小虚像;
当物体在凸透镜的一个焦距和两个焦距之间时,形成倒置放大的虚像; 当物体在凸透镜的一个焦距处时,不成像;
当物体在凸透镜的一个焦距内时,就变成了正立放大的实像; 当物体无限远时,像变成一个很小很亮的光点,仍然是虚像。
形成虚像时,物像在凸透镜的相对两侧; 成实像时,物像在凸透镜的同一侧。
(2)
焦距加倍
焦距的两倍
近焦图像变大
远焦图像变小
注:这里所说的倍焦距是指平行光源会聚到主光轴通过镜头的点到镜头光心的距离,也可以直接称为焦距; 双倍焦距是指两倍的距离
凸透镜成像的两个分界点:
2f点为放大缩小虚像的分界点; f点是虚像和实像的分界点。
镜头成像满足镜头成像公式:
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(镜头焦距)
探索凸透镜成像规律
凸透镜成像规律 物距(u)像距(v)正负尺寸 虚实应用特征 物、镜、像位置关系
倒置变焦虚像相机、摄像机、-物体图像的反面
u=2fv=2f倒置等尺寸虚像测量焦距成像尺寸边界点对面物像
倒置放大虚像投影仪、幻灯片投影仪、投影仪-物体图像的反面
u=f——控制平行光、强光聚焦手探照灯成像虚实分界点
-ufvu 直立放大实像 放大镜的实像在物体的同一侧,实像在物体的同一侧,然后物体的图像在同一侧 定律总结规则1:当物距小于2倍焦距,像距介于1倍焦距和2倍焦距之间,结果为倒置缩小虚像。 此时像距大于物距,像小于物距,物像在对面。 应用:相机、摄像机。
法则二:当物距等于焦距的2倍时,像距也等于焦距的2倍,形成上下颠倒、大小相等的虚像。 此时物距等于像距,像与物的大小相等,物像在对面。
规律三:当物距大于2倍焦距,大于1倍焦距时,像距小于2倍焦距,形成倒置放大的虚像。 此时像距小于物距,像大于物距,物像在对面。 应用:投影仪、幻灯机、放映机。
规则四:当物距等于1倍焦距时,不成像,以平行光出射。
法则五:当物距大于焦距的1倍时,就会形成正立放大的实像。 此时像距小于物距,像大于物,物像在同一侧。应用:放大镜
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探索凸透镜成像规律
1.凸透镜成像法
当物体位于焦点之外时,在凸透镜的另一侧左侧形成倒置的虚像。 虚像有缩小、均衡、放大三种。 物距越小,像距越大,虚像越大。 当物体放在焦点上时,在凸透镜的两侧形成一个直立放大的实像。 物距越大,像距越大,实像越大。
在光学中,将现实凝聚而成的像称为虚像,可以用光幕接收; 否则称为实像,只能用耳朵感知。 有经验的数学老师,在描述虚像和实像的区别时,经常提到这样一种区分方式:“实像都是倒立的,而实像都是正立的”。 所谓“正”与“倒”,其实是相对于原物而言的。
平面镜、凸镜、凹透镜所成的三实像都是直立的; 而凹面镜和凸透镜形成的虚像,以及小孔成像形成的虚像,无一例外都是倒置的。 其实凹面镜和凸透镜也能成实像,而且它们成的两个实像也是直立的。
那么,人耳形成的图像是虚像还是实像呢? 我们知道,人眼的结构相当于一个凸透镜,所以外界物体在黄斑部形成的影像一定是虚像。 按照之前的经验法则,虽然黄斑上的影像应该是倒置的。 而我们平时看到的任何物体明明是直立的? 这个与“经验法则”相冲突的问题,其实涉及到大脑皮层的调节功能和生活经验的影响。
当物体与凸透镜的距离小于透镜的焦距时,物体形成倒像。 当物体从远处靠近镜头时,像逐渐变大,像到镜头的距离也逐渐增加; 当距离大于焦距时,物体变成放大像,不是实际的折射会聚点,而是它们反延长线的交点,光幕接收不到,是实像. 可与平面镜形成的实像进行对比(光幕无法接收,只能用耳朵听到)。
当物体与透镜的距离小于焦距时,物体就变成倒像,它是由蜡烛发出的光经过凸透镜会聚到凸透镜上而形成的。 当物体与镜头的距离大于焦距时,物体就变成直立的实像。
(1) 倍焦距以外,倒立可以缩小虚像;
focal 加倍焦距,倒置放大虚像;
在两倍焦距范围内,实像被直立放大;
虚像和像在凸透镜的反面,实像在凸透镜的同侧。
(2)
焦距加倍
焦距的两倍
凸透镜成像规则表
物体到镜头的距离u 像的大小 虚像到镜头的距离v 正负像的距离v
u2f,减少倒置虚像2fvf相机
u=2f,大小相等的倒置虚像v=2f
2fuf放大倒置虚像v2f投影仪幻灯机投影仪
u=f no no no 平行光源:头灯
uf 放大正立实像,实像与放大镜在物体同一侧
为了研究各种猜测,人们经常用光具座做实验。
蜡烛、凸透镜、光幕应尽可能保持在同一直线上。
(3)凸透镜成像也满足1/v+1/u=1/f
借助特殊镜头成像光路:
(1) 物体超出2倍焦距
(2)、物体在2倍焦距和1倍焦距之间
(3)、对象在焦点内
(4)、凹透镜成像光路
凸透镜成像规律的实验研究是:当物距在一个焦距内时,得到正立放大的实像; 当物距在一焦距和二焦距之间时,得到倒置放大的虚像。 , 得到倒置缩小的虚像。
本实验就是研究否定这条规则。 在实验中,有下表:
物距u的质像位置
正立或倒立放大或缩小实像或虚像与物体同侧和反侧的像距v
u2f倒立收缩对面虚像fv2f
u=2f 倒置等尺寸虚像的对面 v=2f 此时物像距离很小,是焦距的4倍。
fu2f倒立放大虚像v2f的对面
u=f 不成像
uf直立放大实像u同侧,v同侧
这是旨在否认该法律的表格。 虽然,镜头成像满足镜头成像公式:
1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(镜头焦距)
相机利用凸透镜的成像规律
镜头是凸透镜,被摄景物是物体,胶片是屏幕
照射在物体上的光被漫反射并通过凸透镜在最终的胶片上形成物体的图像
胶片上涂有感光物质,曝光后发生物理变化,将物体的影像记录在胶片上
物距与像距的关系与凸透镜完全相同
当物体靠得很近时,像越来越远,越来越大,然后变成同侧的实像。
物距减小,像距减小,像变小; 物距减小,像距减小,像变大。
2.凹透镜成像法
凹透镜近视
(1) 对于薄凹透镜:
当物体为实物时,成为正立缩小的实像,像与物体在镜头的同一侧;
当物为虚物时,凹透镜到虚物的距离在一个焦距(点值)以内,形成直立放大的虚像,像与物在同一侧镜头;
当被摄物为虚物时,凹透镜到虚物的距离为一个焦距(指值)时,在无穷远处成像;
当被摄物为虚物时,凹透镜到虚物的距离在一焦距以外的两倍焦距以内(均指数值),形成倒置放大的实像,像和物体在镜头的另一侧;
当物体为虚物时,凹透镜到虚物的距离为焦距(点值)的两倍,则形成与物体大小相同的实像,像与物在镜片的另一侧;
当物为虚物时,凹透镜到虚物的距离超过焦距的两倍(参考值),形成倒置缩小的实像,像与物在对面的镜头。
在厚弯月形凹透镜的情况下情况更复杂。 当长度足够大时,相当于伽利略望远镜,当长度较大时,相当于正透镜。
(2) 目的:
近凹透镜
凹透镜对起发散作用,
变成直立的、缩小的实像,
与物体同侧,vu
近处物体的近像变大,远物的远像变小
3.与凸透镜的区别
1、结构不同
凸透镜由两侧磨成球面的透明镜体组成
凹透镜是由两面都磨成凹面的球面透明镜体
2.权利的作用不同
凸透镜主要起会聚作用
凹透镜主要起发散作用
3.图像质量不同
凸透镜是折射成像,成像可以是正像,也可以是负像;
凹透镜是折射像,只能形成缩小的正立像,对近视有一定作用
凸镜是反射成像
凹面镜是反射成像
透镜(包括凸透镜)是经折射后透射成像的仪器,并遵循折射定律; 镜子(包括凸面镜)不是允许透射的仪器,而是反射和成像,并遵循反射定律。
凸透镜可以倒置放大、等尺寸、缩小虚像或正置放大实像。 平行光可以在焦点处会聚,来自焦点的光也可以折射成平行光。 凸镜只能形成正立缩小的实像,主要用于扩大视野。
探索凸透镜成像规律的实验有哪些?
探索凸透镜成像规律的实验介绍如下:
实验步骤:记录凸透镜的焦距。 将蜡烛、凸透镜、光屏从左到右放在光具座上,调整凸透镜和光屏的高度,使凸透镜和光屏的中心与中心大致在同一高度的蜡烛火焰。 (在光屏上成像)。
固定好凸透镜的位置,使蜡烛火焰位于凸透镜(u2f)2f外,在光屏上找像。 过程中,耳朵要注意光屏上的成像情况,直到光屏上出现清晰的图像。
此时的影像是倒置的缩小虚像。 检测并记录此时的物距和像距,然后将像距和物距与凸透镜的f和2f(fv2f)进行比较。 使蜡烛火焰位于凸透镜f和2f之间(fu2f)。 使蜡烛火焰位于凸透镜f内。
实验目的及推论:
1、实验时,点燃蜡烛,使蜡烛火焰中心、凸透镜中心、光屏中心大致在同一直线上,处于同一高度。 目的是在光幕上制作蜡烛火焰的影像。
2.①保持凸透镜位置固定,改变蜡烛到凸透镜的距离,调整光屏位置,使蜡烛火焰在光屏上形成清晰的图像,记录物距、图像不同条件下的距离和成像条件;② 将蜡烛放在凸透镜的焦点内,通过另一侧的透镜观察形成的图像。
3、如果在实验中,不管是什么光屏,都无法在光屏上得到图像,可能的原因是:①蜡烛火焰在焦点内; ②蜡烛火焰在焦点上; ③蜡烛火焰、凸透镜、光屏中心不在同一高度; ④蜡烛火焰到凸透镜的距离略小于焦距,在较远的地方成像,光具座的光幕不能移到这个位置。
4.①遮住一部分凸透镜,像质不变,但图像变暗。 ②形成虚像时,物距越小,像距越大,成像越大。
探索凸透镜成像规律实验和探索凸透镜成像规律的介绍到此结束。 感谢您的支持!