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凸透镜成像的规律

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凸透镜成像的规律

我们在上一节5.2《生活中的透镜》中,简单介绍了放大镜、幻灯机、照相机的工作原理。

下面我们通过光学实验,来进一步帮助同学们理解凸透镜的成像规律。

实验:探究凸透镜成像的规律

如下图所示F与C分为为凸透镜的焦点与二倍焦距处。将蜡烛分别置于A、F、B、C、D位置,移动右侧的光屏承接蜡烛的像,并在右侧观测蜡烛。

凸透镜成像规律光路图

通过对蜡烛成像的研究,我们得到了下述的凸透镜成像规律:

凸透镜成像规律

(1)物体在二倍焦距以外(u>2f),成倒立、缩小的实像(像距:f<v<2f)。具体应用如照相机。

(2)物体在焦距和二倍焦距之间(f<u<2f),成倒立、放大的实像(像距:v>2f)。具体应用如幻灯机。

(3)物体在焦距之内(u<f),成正立、放大的虚像。具体应用如放大镜。

(4)物体在2倍焦距处(u=2f),成倒立、等大的实像(像距:v=2f)。

(5)物体在1倍焦距处(u=f),不成像。

其中,u指的是物距,f指的是焦距,v指的是像距。这些概念不熟练请同学们复习5.1《透镜》中所述内容。

凸透镜成像规律-放映机

成像特点与物距的关系

像与物距u的关系表格整理如下:

(1)当u<f时,像为正立、放大的虚像,这是放大镜工作原理。

(2)当f<u<2f时,像为倒立、放大的实像,这是幻灯机工作原理。

(3)当2f<u时,像为倒立、缩小的实像,这是照相机工作原理。我们的眼睛看物体,就是利用的照相机原理。

凸透镜:放大镜

凸透镜成像的规律理解难点

想深入理解凸透镜成像规律,王尚老师建议同学们思考如下问题:

(1)什么是实像?

王尚老师:实像是由实际光线会聚而成的,能使底片感光,能被光屏承接。比如,我们看电影时看到的屏幕上的像,就是放映机投射出来的光线汇聚而成的。凸透镜成像规律中不难看出,实像皆是倒立的。

(2)什么是虚像?

王尚老师:如果光束是发散的,那么就是实际光线的反向延长线的所有交点的集合点,叫作物体的“虚像”。虚像是实际光线所不能达到的,因此不能被光屏承接。

比如,放大镜原理所成的像,和平面镜所成的像,都是虚像。一般来说,虚像都是正立的。

(3)凸透镜成的都是实像吗?

王尚老师:并非如此,幻灯机工作原理和照相机工作原理,成的像都是实像,而放大镜工作原理成的像就是虚像了。

《凸透镜成像的规律》基础知识巩固题

1、实验时点燃蜡烛,使       大致在同一高度,目的是       。若在实验时,无论怎么移动光屏,在光屏上都得不到像,可能的原因有       

2、凸透镜的性质,物的位置:当u=∞(平行光),像的位置为       ,像与物       ,(同侧或异侧,,下同)像的性质是       ,应用举例       

当u>2f,像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

u=2f像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

2f>u>f像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

u=f像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

u<f像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

凹透镜,物在镜前任何处,像的位置为       ,像与物       ,像的性质是       ,应用举例       

3、小明在研究“凸透镜成像规律”的实验中,烛焰经过凸透镜在光屏上成了一清晰的像,他用硬纸片盖住凸透镜的上半部分,则发现光屏上的像       

4、物体位于举例凸透镜12cm处,在凸透镜另一侧20cm处成一个放大的实像,该凸透镜的焦距大约是       

5、老奶奶用放大镜看报时,为了看到更大的清晰的像,她常常这样做报与眼睛       (动或不动),放大镜离报       (远或近)一些。

6、小明拿着一个直径比较大的实验用的放大镜,伸直手臂观看远处的物体,他可以看到物体的像,像一定是      (放大、倒立、虚像中选一个)。

7、在农村放映电影,试镜头时,发现屏上的影像小了一点,应当怎样调整放映机?放映机离屏      (远或近)一些,胶片离镜头      (远或近)一些。

8、某同学拍毕业合影后,想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是:使照相机      (靠近或远离)同学,同时镜头往      (前或后),离胶片      (远或近)些。

9、用照相机拍摄水池底部的物体时,若保持照相机的位置不变,比较池中有水和无水两种情况(假设两种情况下,人眼看到的物体等大),则有水时暗箱应略      (短或长)一些,得到的像会略      (大或小)些。

10.、善于观察的小明同学发现,在一个装满水的圆形鱼缸上可以形成多种不同原理的像,你能知道他们都是什么样的像吗?是什么原因形成的?

《凸透镜成像的规律》基础知识巩固题答案

1、烛焰、凸透镜、荧屏的中心   使烛焰的像成在光屏中央   (1)蜡烛在焦点以内;(2)蜡烛在焦点上;(3)烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;(4)蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的屏无法移动到该位置。

2、v=f    异侧    成一点    测定焦距

2f>v>f    异侧    缩小、倒立、实像    照相机、眼睛

v=2f    异侧    等大、倒立、实像    可测焦距

v>2f    异侧    放大、倒立、实像    幻灯、电影机

v=∞     同侧    不成像    探照灯的透镜

v>u   同侧    放大、正立、虚像    放大镜

v<u    同侧    缩小、正立、虚像    近视镜

3、仍有原来大小的像,但是比原来暗

4、10cm>f>6cm

5、不动   远一些(放大镜是凸透镜,由凸透镜成像实验可以看出,当物体在一倍焦距以内的时候,物距越大,像距越大,像也越大。也可从成像原理得出结论,平行于主轴的光线不变,而随着物体的远离透镜,过光心的光线越来越平缓,所以两条光线的反向延长线交点就离透镜越远,像就越大。也就是在一倍焦距以内的时候,物体离焦点越近,像越大。)

6、倒立

7、远   近

8、近   前   远

9、短   大

10、(1)凸形的鱼缸表面是一个凸面镜,可形成正立、缩小的虚像;(2)装满水的鱼缸相当于凸透镜,当物体在这个凸透镜的焦点内时,刻形成正立、放大的虚像;(3)当物体在这个凸透镜的焦点和二倍焦距之间时,刻形成倒立、放大的实像;(4)当物体在这个凸透镜的二倍焦距外时,可形成倒立、缩小的实像;(5)睡眠相当于平面镜,能成等大的虚像;(6)鱼缸底部光线从水中射入空气中发生折射,在人眼中形成虚像,看上去比实际位置浅。

参考文献

初中物理知识点总结

http://chuzhongwuli.com

本文内容与物理知识体系关系

初二上学期物理知识点→5.0《透镜及其应用》→5.3《凸透镜成像规律

关键词:凸透镜的成像规律;凸透镜成像规律

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