靳玉保
“透鏡及其應用”是歷年考試的重要考點,在解答相關題目時,同學們往往考慮不全,顧此失彼,容易受到思維定勢和錯誤觀念的誘導而出錯,現(xiàn)對本部分易錯知識點進行剖析,希望對同學們的學習有所幫助。
易錯點1|不理解透鏡對光的作用
凸透鏡對光具有會聚作用,凹透鏡對光具有發(fā)散作用,解決此類問題的關鍵是深刻理解對光線“會聚作用”和“發(fā)散作用”的含義,不能認為小射光線相交就是會聚作用。出射光線發(fā)散就是發(fā)散作用,應將入射光線延長,看延長線與出射光線的關系:如果出射光線向主光軸偏折,就是會聚作用:反之就是發(fā)散作用。
例P1甲、乙兩個矩形方框中各放一個透鏡,發(fā)光點s發(fā)出的兩條光線通過透鏡前后的方向如圖1所示。下列說法正確的是()
A,甲是凸透鏡,乙是凹透鏡
B,甲是凹透鏡,乙是凸透鏡
C,甲、乙都是凸透鏡
D,甲、乙都是凹透鏡
易錯答案:B
錯因分析:只看表象。不看實質,把會聚光線與會聚作用、發(fā)散光線與發(fā)散作用混為一談,
正解:圖1甲中,如果沒有透鏡時,左側的兩條光線在空氣中沿直線傳播(如圖2虛線方向),通過透鏡后的折射光線與直線傳播的方向相比較其發(fā)散程度降低了。所以甲矩形框中是凸透鏡。
正確答案:C
易錯點2|不能靈活運用凸透鏡的成像規(guī)律
對于凸透鏡成像規(guī)律,同學們要牢記:
(1)“1倍焦距分虛實”,u=f成實像與虛像的分界點:u>f時,成實像;u
(2)“2倍焦距分大小”,u=2f是成放大實像與縮小實像的分界點:u>2f時,成縮小實像;斥u<2f時,成放大實像;u=2f時,成等大實像,
例2蠟燭放在凸透鏡前30cm處,在光屏上得到清晰放大、倒立的像,當蠟燭放在凸透鏡前12cm處時。通過凸透鏡再次成像,則()
A,一定成倒立、縮小的實像
B,一定成正立、放大的虛像
C,可能成倒立、放大的實像
D,可能成正立、放大的虛像
易錯答案:C或D
錯因分析:選錯的同學不能靈活運用凸透鏡的成像規(guī)律,沒有經過嚴謹邏輯推理,一上來就排除含有“一定”的選項,而在含有“可能”的選項中選擇答案,本題從表面上不能看出焦距的大小,所以當蠟燭放在凸透鏡前12cm處時,選錯的同學認為蠟燭可能在焦距內,也可能在焦距外,從而選出錯誤答案。
正解:根據凸透鏡成像規(guī)律,當u=30cm時,在光屏上得到清晰放大、倒立的像,所以f<30cm<2f,即15cm
正確答案:B
易錯點3|對凸透鏡成像的動態(tài)變化問題掌握不牢
當物體相對凸透鏡運動時,所成像的大小、像到凸透鏡的距離都有相應的改變,無論是實像還是虛像,物體距離焦點F越近,所成的像越大,成虛像時,物體逐漸向凸透鏡移動,離焦點F越來越遠,所成的像逐漸變小;反之,像逐漸變大,成實像時。物體逐漸向凸透鏡移動,離焦點F越來越近,所成的像逐漸變大:反之,像逐漸變小,可總結為:成實像時,物近像遠像變大,物遠像近像變?。撼商撓駮r,物近像近像變小。物遠像遠像變大。
例3近年來流行一種“自拍神器”——自拍桿給旅行者自拍帶來方便,如圖3所示。與直接拿手機自拍相比,利用自拍桿可以增大物距,使像____(填“變大”或“變小”),從而____(填“增大”或“減小”)取景范圍,取得需要的拍攝效果。
易錯答案:變大__減小
錯因分析:混淆像的大小隨物距變化的規(guī)律,
正解:根據凸透鏡成像規(guī)律,凸透鏡成的實像隨物距變化的規(guī)律是“物近像遠像變大”。反之,是“物遠像近像變小”,利用自拍桿可以增大物距。導致像距減小,像變小,增大了取景范圍。
正確答案:變小 增大
易錯點4|對凸透鏡成像的變焦問題掌握不牢
當凸透鏡的焦距發(fā)生變化時,其對光的偏折能力也發(fā)生變化:焦距越?。ㄍ哥R越厚),偏折能力越強。用可變焦距的光學照相機把遠處的景物“拉近”拍攝時,物距基本不變,像距和焦距變大,像變大,眼睛相當于可調節(jié)焦距的凸透鏡,視網膜相當于光屏。所以像距是固定不變的,當物體與眼睛的距離發(fā)生變化時,晶狀體通過調整彎曲程度來改變焦距:物距減小,焦距也減?。何锞嘣龃螅咕嘁苍龃?,當“近視眼”看遠處物體時,焦距調到最大,像成在視網膜前方,需要用凹透鏡矯正:而“遠視眼”看近處物體時,焦距調到最小,像成在視網膜后方,需要用凸透鏡矯正。
例4為了研究眼的成像原理,小科自主研制了如圖4所示的實驗裝置,用水透鏡模擬眼的晶狀體,通過注水或抽水可改變水透鏡的凹凸程度,光屏和水透鏡固定在光具座如圖所示的位置,點燃蠟燭后。調節(jié)水透鏡直至光屏上成一個清晰倒立、_______(填“放大”“等大”或“縮小”)的實像,若將點燃的蠟燭向左移動一小段距離,要使光屏上重新得到清晰的像,應對水透鏡__(填“注水”或“抽水”)。
易錯答案:放大 注水
錯因分析:抓不住“像距不變”這一信息,當物距變大時,焦距應調大一些,
正解:向左移動蠟燭。此時的物距變大,像距應該變小,即光屏應該向左移動,才能再次使像清晰,若保持光屏和透鏡位置不變。仍使像成在光屏上,需要讓凸透鏡的焦距變大,即需要讓凸透鏡變薄,故應該向外抽水。
正確答案:縮小 抽水
小結:處理透鏡問題,要深刻理解透鏡對光線的作用,靈活掌握三條特殊光線的畫法,要抓好凸透鏡成像時1倍焦距、2倍焦距這兩個重要的分界點,要善于從題目提供的信息中,提煉出物距、焦距、像距間的相互關系。