凸透鏡成像的規(guī)律
1. 凸透鏡成像規(guī)律:
凸透鏡成像規(guī)律
凸透鏡成像動態(tài)變化規(guī)律
(1)u=2f是成放大實像和縮小實像的分界點(diǎn);
(2)u=f是成實像和虛像的分界點(diǎn);
(3)u=f是正立和倒立的分界點(diǎn);
(4)u=f是像和物體同側(cè)、異側(cè)的分界點(diǎn);
(5)u>f時,物近→像遠(yuǎn)、像變大;物遠(yuǎn)→像近、像變小;
(6)u<>
實像和虛像:
實像:光屏能承接到所成的像,且物與像在異側(cè).
虛像:光屏不能承接到所成的像,且物與像在同側(cè).
成實像時,物距增大,像距減小,像縮?。?/p>
成虛像時,物距增大,像距增大,像放大。
典型例題
用圖甲所示的裝置測出凸透鏡的焦距,并“探究凸透鏡成像規(guī)律”,當(dāng)蠟燭、透鏡、光屏位置如圖乙時,在光屏上可成清晰的像.下列說法正確的是
A.凸透鏡的焦距是40cm
B.圖乙中燭焰成的是倒立放大的像
C.照相機(jī)成像特點(diǎn)與圖乙中所成像的特點(diǎn)相同
D.將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,保持凸透鏡、光屏位置不變,燭焰可在光屏上成清晰的像
【答案】 B解析A、平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將匯聚于點(diǎn)F,點(diǎn)F即為此透鏡的焦點(diǎn),從焦點(diǎn)到透鏡中心的距離即為焦距,則透鏡的焦距為40cm-30cm=10cm,故本選項錯誤;B、圖乙中,物距u=12cm,像距v=23cm,像距大于物距,由凸透鏡成像規(guī)律可知,圖乙中燭焰成的是倒立放大的實像,故本選項正確;
C、由凸透鏡成像規(guī)律可知,當(dāng)u>2f時,成倒立縮小的實像,應(yīng)用于照相機(jī).故本選項錯誤;D、因為凸透鏡成實像時,物距增大,像距減小,所以將蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,保持凸透鏡、光屏位置不變,則在光屏上不能成清晰的像,要想在光屏上成清晰的像,應(yīng)將光屏向靠近透鏡的方向移動,故本選項錯誤.故選B.
易錯點(diǎn)撥:凸透鏡成像規(guī)律是一難點(diǎn),考生出錯率較高,可分以下幾步進(jìn)行研究
第一步:弄清題中的數(shù)據(jù)的含義,看是物距、像距、焦距。
第二步:從題中信息弄清楚到底是哪一種成像規(guī)律。
第三步:確定物距和焦距的關(guān)系或像距和焦距的關(guān)系,并用字母具體表示出來。
第四步:將數(shù)據(jù)代入字母關(guān)系式中解不等式,問題就得到解決了。
2.探究凸透鏡成像規(guī)律:
1、實驗裝置如圖所示:
2、安裝細(xì)節(jié):調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡和光屏,使三者的中心大致在同一高度的同一直線上,使像成在光屏的中央。
3、評估交流:無論如何移動光屏,均得不到像的原因:一是凸透鏡、燭焰、光屏的中心不在同一高度;二是蠟燭在一倍焦距內(nèi)或蠟燭在焦點(diǎn)上;三是成像位置在光具座以外。
4、深入拓展:①遮住凸透鏡一部分,成像性質(zhì)不變,像變暗;②蠟燭與光屏對調(diào)后,物距變像距,像距變物距,像的大小與對調(diào)前相反,這也說明了光路的可逆性。
典型例題某實驗小組用一凸透鏡做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗,進(jìn)行了以下實驗步驟:
(1)將凸透鏡正對太陽,在另一側(cè)移動光源,距凸透鏡10cm處,光屏接收到一個最小、最亮的光斑,由此可知,該凸透鏡的焦距為________________cm.
(2)如圖所示,將光具座上點(diǎn)燃的蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心調(diào)節(jié)在________________,移動光屏始終找不到像,這是因為透鏡與蠟燭的距離10cm所致(選填“大于”、“等于”或“小于”),應(yīng)將蠟燭向________________(選填“左”或“右”)移動一段距離后,才能在光屏上得到燭焰清晰的像.
(3)把蠟燭移動到B處,移動光屏可得到________________的像(選填“放大”或“縮小”).再將蠟燭移動到A處,并移動光屏可得到________________的像(選填“放大”或“縮小”),此時光屏與透鏡的距離________________10cm(選填“大于”或“小于”).
【答案】 (1)10(2)同一高度 小于或等于 左(3)放大 縮小 大于 解析:(1)由題意知,最小、最亮的光斑是焦點(diǎn),所以焦距為10cm;(2)為使像能成在光屏的中央,將光具座上點(diǎn)燃的蠟燭的火焰、透鏡、光屏三者的中心調(diào)節(jié)在同一高度處;在光屏上找不到像,可能是因為成虛像或不能成像,則物距可能小于焦距或等于焦距;要在光屏上成像,應(yīng)將蠟燭移動到1倍焦距之外,所以應(yīng)將蠟燭向左移動;(3)把蠟燭移動到B處,此時物距為50cm-36cm=14cm,處于1倍和2倍焦距之間,成倒立縮小的實像;若在A處,物距為50cm-23cm=27cm,大于2倍焦距,所以成倒立縮小的實像,此時像距處于1倍和2倍焦距之間,所以光屏與透鏡的距離大于10cm.
易錯點(diǎn)撥:蠟燭與光屏之間的距離不能太小,否則不能成像.(2)蠟燭的火焰偏高時,像會偏低.(3)如果凸透鏡只有一半或其中的一半被遮住了,像也是完整的,但是像的亮度比較暗