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        物體成像知多少

        2017-03-07 05:47:20李曉龍
        新課程·教師 2017年12期

        李曉龍

        摘 要:介紹了小孔成像的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用;平面鏡成像的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用;凸透鏡成像的原理、特點(diǎn)和應(yīng)用。

        關(guān)鍵詞:小孔成像;平面鏡成像;凸透鏡成像

        初中物理光學(xué)部分中物體的成像問(wèn)題,主要包括小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像三類,由于它們的成像原理、成像特點(diǎn)以及應(yīng)用各不相同,所以學(xué)習(xí)完這部分內(nèi)容之后,學(xué)生感覺特別混亂,在多年的教學(xué)活動(dòng)中,筆者梳理了以下幾點(diǎn):

        一、小孔成像

        小孔成像是由于光的直線傳播形成的,所成像為倒立實(shí)像,改變物體或光屏到孔的距離,可改變像的大小。當(dāng)物體到孔的距離不變時(shí),光屏到孔的距離越近,成的像越小。當(dāng)光屏與孔的距離不變時(shí),物體越遠(yuǎn)離孔,成的像越小,而且所有的像都是倒立的。如圖1所示。

        當(dāng)然要成像,對(duì)小孔的大小有一定的要求,如果孔太大則不會(huì)出現(xiàn)成像現(xiàn)象,光屏上呈現(xiàn)的是物體的影子。如果孔太小則在光屏上出現(xiàn)明暗相間的花紋,這是光的衍射現(xiàn)象。而且小孔不一定是圓的,如:夏天,我們躺在樹蔭下乘涼,就會(huì)看到很多圓形的光斑,這是太陽(yáng)通過(guò)樹葉的縫隙,經(jīng)過(guò)小孔成像原理形成的太陽(yáng)的像。

        二、平面鏡成像

        平面鏡成像的成像原理為光的反射,物體不論在平面鏡前任何地方,都成正立、等大的虛像。像與物的連線跟鏡面垂直,像與物到鏡面的距離相等,即像與物跟鏡面完全對(duì)稱。如圖所示。對(duì)于平面鏡的成像光路圖,我們可以用平面鏡成像特點(diǎn)和光的反射定律兩種方法作出。兩種方法學(xué)生都要熟練掌握。

        三、凸透鏡成像

        凸透鏡成像的原理為光的折射,其規(guī)律完全可以利用三條特殊光線中的兩條(過(guò)光心和平行于主光軸的兩條光線),找出對(duì)應(yīng)物點(diǎn)的像點(diǎn),作出物體的像,方法是過(guò)物體上的一點(diǎn),畫出三條特殊光線中的兩條,然后找到光線通過(guò)凸透鏡后折射光線的交點(diǎn),或者折射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn),就是物體上該點(diǎn)的像點(diǎn)。再根據(jù)物體與主光軸的垂直關(guān)系,畫出像也與主光軸垂直,就可以畫出虛實(shí)像。實(shí)際折射光線的匯聚點(diǎn)所成的像為實(shí)像,實(shí)際折射光線的反向延長(zhǎng)線的匯聚點(diǎn)為虛像。具體在u2F五種情況下分別作出成像光路圖,為了便于理解和找到規(guī)律,我們可以把五種情況綜合在一起作圖,平行于主光軸的入射光線和折射光線是不變的,通過(guò)光心的光線隨物距的變化而變化,因而成像的大小、虛實(shí)、倒正立也發(fā)生變化。如圖3所示:

        這種方法對(duì)學(xué)生的要求較高,在做實(shí)驗(yàn)之后,分別作出五種情況下的單個(gè)光路圖,教師通過(guò)分析、引導(dǎo)學(xué)生總結(jié),概括在一個(gè)圖上,作為強(qiáng)化知識(shí)的一種補(bǔ)充,一種拓寬,當(dāng)然也有利于學(xué)生很好地找到凸透鏡成像的規(guī)律。

        根據(jù)上面的成像光路圖,我們可以通過(guò)列表得到下面的特點(diǎn)及應(yīng)用:

        可以簡(jiǎn)單總結(jié)為口訣

        口訣一:凸透鏡成像,遠(yuǎn)縮小近放大(遠(yuǎn)處的物體成縮小的像,近處的物體成放大的像)

        口訣二:物近像遠(yuǎn)大,物遠(yuǎn)像近?。ㄎ矬w越近的,成像較遠(yuǎn),而且像是放大的,反之亦然)

        口訣三:物遠(yuǎn)成實(shí)像,倒立先縮小后放大;物近成虛像,正立虛像放大(成實(shí)像時(shí),像是倒立的,先是縮小的再是放大的;成虛像時(shí),像是正立的、放大的虛像)

        總之,初中物理的這三種成像,只有通過(guò)這樣比較,才能準(zhǔn)確掌握各自的成像原理、特點(diǎn)和應(yīng)用。也只有這樣進(jìn)行梳理,才能使知識(shí)系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。

        編輯 張珍珍

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