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        探究凸透鏡成像規(guī)律

        2022-12-09 22:37:17朱延穎李愛華
        關(guān)鍵詞:探究實(shí)驗(yàn)

        朱延穎 李愛華

        要點(diǎn)提煉

        1.確定所選凸透鏡的焦距:根據(jù)已學(xué)知識(shí),將凸透鏡正對(duì)太陽光,測出最小、最亮的光斑與透鏡的距離,即為焦距。學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律的內(nèi)容后,我們也可以用以下幾種方法確定焦距:(1)找到一個(gè)倒立、等大的實(shí)像,此時(shí)的物距等于兩倍焦距,將此時(shí)的物距除以2即可得焦距;(2)不成像時(shí),物距恰好等于焦距;(3)當(dāng)物距遠(yuǎn)大于十倍焦距時(shí),像距約等于焦距。

        2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏瓜癯稍诠馄恋闹醒?。如圖1,將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上,調(diào)節(jié)高度,使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上。

        3.實(shí)驗(yàn)操作:實(shí)驗(yàn)時(shí),可以先調(diào)整物距,觀察像的大小、正倒情況,多次實(shí)驗(yàn),獲得普遍規(guī)律。也可以結(jié)合凸透鏡的三條特殊光線,作出像的位置。

        4.注意事項(xiàng):

        (1)一段時(shí)間后,所成像在光屏的上方,是因?yàn)橄灎T燃燒變短,燭焰的中心不在凸透鏡的主光軸上,可以向上移動(dòng)蠟燭或光屏,向下移動(dòng)凸透鏡。

        (2)在光屏上無法找到像的原因:①可能是燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一水平高度;②蠟燭放在了焦點(diǎn)上;③蠟燭放在了凸透鏡焦距以內(nèi);④光具座的長度小于凸透鏡的四倍焦距;⑤蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距,成像在很遠(yuǎn)的地方,光具座的光屏無法移動(dòng)到該位置。

        (3)用不透明板遮住凸透鏡的一半,在光屏上所成的像依然是完整的,但由于穿透的光線變少,像會(huì)變暗。

        5. 拓展延伸:探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí),改變蠟燭的位置,像的位置隨之改變。此時(shí)在光屏上得到清晰的像的方法如下。

        (1)將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,利用“物遠(yuǎn)像近像變小”規(guī)律,將光屏靠近凸透鏡,或者可以在蠟燭與凸透鏡之間再放一個(gè)凸透鏡,使像往前移;將蠟燭靠近凸透鏡,利用“物近像遠(yuǎn)像變大”規(guī)律,將光屏遠(yuǎn)離凸透鏡,也可以在蠟燭與凸透鏡之間放一個(gè)凹透鏡,使像往后移。

        (2)將蠟燭和光屏交換位置,依然可以得到清晰的像,但像的大小發(fā)生改變,利用的是光路可逆。

        探究應(yīng)用

        例 (2022·江西) 物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究凸透鏡成像的規(guī)律。

        【實(shí)驗(yàn)器材】蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座等。

        【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】(1)測焦距:如圖2所示,讓凸透鏡正對(duì)著太陽光,在它的另一側(cè)找到最小、最亮的光斑,說明凸透鏡對(duì)光具有_________作用,該凸透鏡的焦距為_________cm。

        (2)組裝實(shí)驗(yàn)裝置:將蠟燭、凸透鏡和光屏放在光具座上,并對(duì)三者進(jìn)行調(diào)節(jié)。如下圖所示是他們分別調(diào)節(jié)完的實(shí)驗(yàn)裝置,其中調(diào)節(jié)正確的是_________(填寫字母序號(hào))裝置,理由是____________________________________,使像清晰地呈現(xiàn)在光屏的中央。

        (3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格:請(qǐng)將表格中①和②的內(nèi)容補(bǔ)充到橫線上:①_________; ②_________。

        【拓展】(4)在實(shí)驗(yàn)過程中,光屏上呈現(xiàn)了一個(gè)清晰的像,此時(shí),某同學(xué)將焦距相同、直徑更大的凸透鏡替換原凸透鏡,則光屏上呈現(xiàn)的像比原來的像_________(選填“更大”“更小”或“更亮”)。

        答案:(1)會(huì)聚5(2) D燭焰、凸透鏡和光屏三者的中心大致在同一高度(3)①虛或?qū)崲诘沽⒒蛘⒏?/p>

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