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- 2023-10-24 14:00:02 发布
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1
第 31 讲 对凸透镜成像规律的理解
【知识点梳理】
1.凸透镜成像时的三个物理量
(1)焦距:凸透镜的焦点到关心的距离,用 表示;
(2)物距:物体到凸透镜光心的距离,用 表示;
(3)像距:像到透镜光心的距离,用 表示;
2.实验:探究凸透镜成像的规律(像的大小、正倒、虚实)
(1)实验器材:凸透镜( )、蜡烛、光屏、光具座(带刻度尺)
(2)实验装置:调节烛焰、透镜、光屏的中心,使它们的三者中心在同一高度上(共轴
调节,为了使烛焰的像成在光屏的中央)。
注意:不能说成是三者中心在同一直线上。
(3)进行实验:
①把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距 的地方,移动光屏,直到光屏上出现明亮、
f
u
v
cmf 10=
2
清晰的烛焰的像,观察并记录像的大小和正倒,同时测出此时的物距和像距。
注意语言的叙述方式:明亮、清晰。
②把蜡烛向凸透镜方向移动,让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距 ,移动光屏,
直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察并记录此时像的大小和正倒,并测出此时的物
距和像距。
③把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛与凸透镜光心的距离 在一倍焦距和二倍焦距之间 ,移
动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察并记录此时像的大小和正倒,测出此
时的物距和像距。
④将蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛在凸透镜的焦点上 ,移动光屏,观察光屏上是否能
成像。
⑤把蜡烛移动到凸透镜的 1 倍焦距以内 ,移动光屏,观察光屏上是否能成像。如果不
能,可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点,并记录,在 1倍焦距之内改变
物距,多次实验。
(4)实验数据和记录结果
实
验次序
物距 和焦距 的
关系
物距 /cm 像距 /cm 像的性质
1 60 12 倒立、缩小的实
像
2 30 15 倒立、缩小的实
像
3 20 20 倒立、等大的实
像
4 15 30 倒立、放大的实
u f u v
fu 2>
fu 2=
fuf 2<<
3
像
5 12 60 倒立、放大的实
像
6 10 不成像
7 8 正立、放大的虚
像
8 6 正立、放大的虚
像
(5)分析论证
物距 光路分析图示 像距 成像特点
像与物
相对透镜的
位置
应
用
倒立、缩小的实像 异侧 照相机
倒立、等大的实像 异侧 测焦距
倒立、放大的实像 异侧
投影仪
幻灯机
fu =
fu <
fu 2> fuf 2<<
fu 2= fu 2=
fuf 2<< fu 2>
fu =
4
正立、放大的虚像 同侧 放大镜
(6)实验结论:
口诀:凸透镜成像规律(实像)
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物远像近像变小,物近像远像变大。
(7)归纳总结
(1)凸透镜所成的实像都是倒立的,且物、像位于凸透镜的两侧;凸透镜所成的虚像都是
正立的,且物、像位于凸透镜的同侧。
(2)—倍焦距处是实像和虚像的分界点,当物距大于一倍焦距时成实像,当物距小于一倍
fu < uv >
5
焦距时成虚像。
(3)二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点,当物距大于二倍焦距时成缩小实像,
当物距等于二倍焦距时成等大的实像,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成放大的实像。
(4)凸透镜成实像时,随着物距的变小,像和像距都变大;凸透镜成虚像时,随着物距的
变小,像和像距都变小。(物近像近像变小)
3.实验中光屏上不能成像的原因
①蜡烛在 1倍焦距内,凸透镜成虚像,不能呈现在光屏上。
②蜡烛在焦点上,凸透镜没有成像。
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于 1倍焦距,成像在很远的地方,光屏无法移动到该位置。
④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度,像不在光屏上。
4.凸透镜成像规律的应用
用照相机照相时,要使胶片上的像大一些,应使被照物体离镜头近一些,同时使胶片离
镜头远一些,即镜头前伸。(成实像:物近像远像变大)
使用投影仪时,要使屏幕上的像小一些,应使投影片离镜头远一些,同时屏幕离镜头近
一些。(成实像:物远像近像变小)
使用放大镜观察物体时,要想让被观察物体大一些,应使被观察物体离放大镜稍远一些。
(成虚像:物远像远像变大)
5.高斯成像公式(选学)
透镜成像的物距 、像距 和焦距 之间的关系还可以用公式定量表示出来:
6.当透镜被纸遮住一部分以后,所成的像有什么变化?
u v f
f
vu
=+ 11
6
...
第 31 讲 对凸透镜成像规律的理解
【知识点梳理】
1.凸透镜成像时的三个物理量
(1)焦距:凸透镜的焦点到关心的距离,用 表示;
(2)物距:物体到凸透镜光心的距离,用 表示;
(3)像距:像到透镜光心的距离,用 表示;
2.实验:探究凸透镜成像的规律(像的大小、正倒、虚实)
(1)实验器材:凸透镜( )、蜡烛、光屏、光具座(带刻度尺)
(2)实验装置:调节烛焰、透镜、光屏的中心,使它们的三者中心在同一高度上(共轴
调节,为了使烛焰的像成在光屏的中央)。
注意:不能说成是三者中心在同一直线上。
(3)进行实验:
①把蜡烛放在距凸透镜光心大于二倍焦距 的地方,移动光屏,直到光屏上出现明亮、
f
u
v
cmf 10=
2
清晰的烛焰的像,观察并记录像的大小和正倒,同时测出此时的物距和像距。
注意语言的叙述方式:明亮、清晰。
②把蜡烛向凸透镜方向移动,让蜡烛与凸透镜光心的距离等于二倍焦距 ,移动光屏,
直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察并记录此时像的大小和正倒,并测出此时的物
距和像距。
③把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛与凸透镜光心的距离 在一倍焦距和二倍焦距之间 ,移
动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察并记录此时像的大小和正倒,测出此
时的物距和像距。
④将蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛在凸透镜的焦点上 ,移动光屏,观察光屏上是否能
成像。
⑤把蜡烛移动到凸透镜的 1 倍焦距以内 ,移动光屏,观察光屏上是否能成像。如果不
能,可以从光屏这一侧透过凸透镜用眼晴直接观察像的特点,并记录,在 1倍焦距之内改变
物距,多次实验。
(4)实验数据和记录结果
实
验次序
物距 和焦距 的
关系
物距 /cm 像距 /cm 像的性质
1 60 12 倒立、缩小的实
像
2 30 15 倒立、缩小的实
像
3 20 20 倒立、等大的实
像
4 15 30 倒立、放大的实
u f u v
fu 2>
fu 2=
fuf 2<<
3
像
5 12 60 倒立、放大的实
像
6 10 不成像
7 8 正立、放大的虚
像
8 6 正立、放大的虚
像
(5)分析论证
物距 光路分析图示 像距 成像特点
像与物
相对透镜的
位置
应
用
倒立、缩小的实像 异侧 照相机
倒立、等大的实像 异侧 测焦距
倒立、放大的实像 异侧
投影仪
幻灯机
fu =
fu <
fu 2> fuf 2<<
fu 2= fu 2=
fuf 2<< fu 2>
fu =
4
正立、放大的虚像 同侧 放大镜
(6)实验结论:
口诀:凸透镜成像规律(实像)
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物远像近像变小,物近像远像变大。
(7)归纳总结
(1)凸透镜所成的实像都是倒立的,且物、像位于凸透镜的两侧;凸透镜所成的虚像都是
正立的,且物、像位于凸透镜的同侧。
(2)—倍焦距处是实像和虚像的分界点,当物距大于一倍焦距时成实像,当物距小于一倍
fu < uv >
5
焦距时成虚像。
(3)二倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点,当物距大于二倍焦距时成缩小实像,
当物距等于二倍焦距时成等大的实像,当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时成放大的实像。
(4)凸透镜成实像时,随着物距的变小,像和像距都变大;凸透镜成虚像时,随着物距的
变小,像和像距都变小。(物近像近像变小)
3.实验中光屏上不能成像的原因
①蜡烛在 1倍焦距内,凸透镜成虚像,不能呈现在光屏上。
②蜡烛在焦点上,凸透镜没有成像。
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于 1倍焦距,成像在很远的地方,光屏无法移动到该位置。
④蜡烛、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度,像不在光屏上。
4.凸透镜成像规律的应用
用照相机照相时,要使胶片上的像大一些,应使被照物体离镜头近一些,同时使胶片离
镜头远一些,即镜头前伸。(成实像:物近像远像变大)
使用投影仪时,要使屏幕上的像小一些,应使投影片离镜头远一些,同时屏幕离镜头近
一些。(成实像:物远像近像变小)
使用放大镜观察物体时,要想让被观察物体大一些,应使被观察物体离放大镜稍远一些。
(成虚像:物远像远像变大)
5.高斯成像公式(选学)
透镜成像的物距 、像距 和焦距 之间的关系还可以用公式定量表示出来:
6.当透镜被纸遮住一部分以后,所成的像有什么变化?
u v f
f
vu
=+ 11
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