注意是设计实验

注意是设计实验
注意是设计实验
 

注意是设计实验
提出问题：像的性质（成像的正倒、大小、虚实）是由哪些因素决定的呢?
猜想：物体通过凸透镜成像的性质可能与物体与透镜的距离有关,可能与透镜的焦距有关
实验器材：光具座（标尺）、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、平行光源
实验步骤：
1. 测量凸透镜的焦距：利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距（实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm,我们所选的透镜最好在10cm---20cm之间,太大或太小都不方便）
2. 共轴调节：把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上．点燃蜡烛,调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度．
3. 把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方,沿直线移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像.观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小.
4. 把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于2倍焦距,移动光屏,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小.
5. 把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在2倍焦距与1倍焦距之间,移动光屏,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小.
6. 把蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛在凸透镜的焦点上,移动光屏,看是否能够成像
7. 把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内,移动光屏,在光屏上还能看到烛焰的像吗?
现象记录：
透镜焦距f= cm
物距与焦距的关系 物体的位置 透镜的位置 像的位置 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
实虚 大小 正倒
u>2f
u>2f
u=2f
2f>u>f
2f>u>f
u u 实验结论：
凸透镜成像规律（见下表）
物距与焦距的关系 像的性质 像距v 物像与镜的位置关系 能否用光屏接收到 应用
正倒 大小 实虚
u>2f 倒立 缩小 实像 2f>v>f 异侧 能 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 v =2f 异侧 能
2f>u>f 倒立 放大 实像 v>2f 异侧 能 投影仪
u =f 不成像
u 小结：
1. 虚像和实像
当物体与透镜的距离大于焦距时,物体成倒立的像,这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜折射会聚而成的,是实际光线的会聚点,能用光屏承接,是实像.当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成放大的像,这个像不是实际折射光线的会聚点,而是它们的反向延长线的交点,用光屏接收不到,是虚像.?
2. u=f是成像虚实的分界点,当物距大于透镜的一倍焦距时,物体成实像,当物距小于透镜的一倍焦距时,物体成虚像；
3. u=2f是成像大小的分界点,当物距大于透镜的二倍焦距时,物体成缩小的像,当物距小于透镜的二倍焦距时,物体成放大的像；
4. 凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像是正立的；
5. 凸透镜成实像时,当物体从较远处向透镜靠近时(物距变小),像到透镜的距离(像距)逐渐变大,像也逐渐变大.
即：“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物近像远像变大”
6. 不管成实像还是虚像,成放大像时必定像距大于物距,成缩小像时必定像距小于物距.
二、凸透镜成像规律的应用
1、照相机原理和构造?
照相机镜头相当于凸透镜,胶卷相当于光屏,机壳相当于暗室,被拍照的物体到镜头的距离要远远大于焦距才能在胶卷上得到倒立、缩小的实像,此时胶卷与镜头的距离在一、二倍焦距之间. 光路图如下：
由图可知：
物体AB垂直于主轴放置,且位于二倍焦距之外,做出A点的两条特殊光线,平行于主轴的光线经凸透镜折射后过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,两条折射光线的交点就是A点的像点A’,因为像A’B’也垂直于主轴,可以得到物体的像A'B',可以看出物体经照相机成倒立、缩小的实像,像距在一、二倍焦距之间,且物距大于像距.
思考：照相时人应该靠近还是离开照相机一些?
根据凸透镜成像规律可知,“物近像远像变大”,所以为了使照片上人像大一些,人应靠近照相机,但与此同时,为了使底片上能得到清晰的像,还应使像距变大,即调节镜头到胶卷的距离.
2、投影仪的原理和构造?
投影仪的构造主要有：镜头、投影片、聚光镜、光源和反光镜等部分.光源是用来照亮投影片的；聚光镜为一组凸透镜,其作用是聚光,增加投影片的亮度；反光镜是平面镜,其作用是把射向投影片的光反射到屏幕上.投影片相当于实验中的蜡烛（物体）,天花板相当于光屏,镜头起凸透镜的作用.投影片到镜头的距离在一、二倍焦距之间,并且距焦点较近,所以在幕上能成放大的实像,此时的像距要大于二倍的焦距.光路图如下：
由图可知：
物体AB垂直于主轴放置,且位于一、二倍焦距之间,做出A点的两条特殊光线,平行于主轴的光线经凸透镜折射后过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,两条折射光线的交点就是A点的像点A’,因为像A’B’也垂直于主轴,可以得到物体的像A'B',可以看出物体经投影仪成倒立、放大的实像,像距在二倍焦距之外且物距小于像距.
3、放大镜原理?
当物体位于透镜的一倍焦距之内,通过透镜可以看到物体放大的虚像,即为放大镜.光路图如下：
由图可知：
物体AB垂直于主轴放置,且位于一倍焦距之内,做出A点的两条特殊光线,平行于主轴的光线经凸透镜折射后光线过焦点,过光心的光线经凸透镜折射后传播方向不改变,两条折射光线的交点就是A点的像点A’,因为像A’B’也垂直于主轴,可以得到物体的像A'B',可以看出物体经放大镜成正立、放大的虚像,且物距小于像距.