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西汉年间,《淮南万毕术》中记载:“削冰令圆,举以向日,以艾承其影,则生火,”为什么冰透镜对着太阳能聚光使艾绒起火?今天我们一起来探索透镜的奥秘。
认识透镜
中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,
过透镜的光线有三条特殊光线,如表1所示,凸透镜成像规律的应用
掌握了以上凸透镜成像的规律。我们还要了解其四大主要应用。
1.照相机
来自物体的光经过照相机镜头后,在胶片上会聚成被摄物体的像,照相机的镜头相当于凸透镜,胶片相当于光屏,照相机的成像特点是:
(1)照相机成倒立、缩小的实像,
(2)像距小于物距,
(3)像与物位于凸透镜的两侧,
例1如图2所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的,有几位同学对此现象展开了讨论:
甲:将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像。
乙:调整相机和两位照相人之间的距离。人像变小时,应减小相机镜头和胶片之间的距离。
丙:要使人像更亮,必须在两位照相人的身后进行“补光”。
丁:现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察。
这些说法正确的是()
A,甲与乙 B,甲与丙
C,乙与丁 D,丙与丁
解析:要照全身像,应使像变小,则必须使物距变大,所以应增大相机和两位照相人之间的距离:物距增大后,像距变小,由此可知,甲错,乙对,像是人反射的光进入镜头折射形成的,为了让像更亮,应该让人反射更多的光,则应该在两位照相人的前面进行“补光”,丙错,现在的照相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,这样便于观察,丁对。
答案:C
2.投影仪
投影仪(幻灯机)的镜头相当于一个凸透镜,屏幕相当于光屏,其成像特点是:把投影仪上的平面镜取下,投影片放到载物台上,调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。投影仪的成像特点是:
(1)投影仪成倒立、放大的实像,
(2)像距大于物距,
(3)像与物位于凸透镜的两侧,
例2放映幻灯机时,要想获得更大的像,应该采取()
A,换上大屏幕
B,增大屏幕到镜头的距离,同时减小幻灯片与镜头的距离
C,增大幻灯片到镜头的距离
D,减小屏幕到幻灯机的距离,同时增大幻灯片与镜头的距离
解析:屏幕上的像的大小不取决于屏幕的大小,而取决于物距和像距,要使像更大一些,要减小物距,增大像距,所以要增大屏幕到镜头的距离,同时减小幻灯片与镜头的距离,故B说法正确。
答案:B
3.放大镜
放大镜的成像特点是:
(1)成正立、放大的虚像,
(2)物距小于像距,
(3)像與物位于凸透镜的同侧,
例3透过晶莹剔透的露珠,我们可以更清楚地看到树叶放大的“叶脉”。这是利用了____(填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理,看到的“叶脉”是____(填“实”或“虚”)像。
解析:露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜,叶脉在水凸透镜的1倍焦距以内,成正立、放大的虚像,和放大镜的原理相同,
答案:放大镜__虚
4.测焦距
凸透镜的焦距是研究凸透镜成像特点的核心内容,确定凸透镜的焦距是解决问题的关键,当物距等于2倍焦距时,像距也等于2倍焦距,即像距和物距相等,此时像和物体的大小相等,利用这个成像特点可以确定凸透镜的焦距,其成像原理如图3所示。
2019年6月号“物理潜能知识竞赛”参考答案
1.A 2.C 3.糠皮 谷粒 碎石 它们以同样速度被抛山,碎石的质量最大,动能最大,所以克服空气阻力运动的距离最大,糠皮的质量最小,运动距离最小 4.这样设计可以在进站吋将火车的动能转化为重力势能,储存能量,出站时将重力势能转化为动能,达到节约能源的目的,5.第一张骨牌倒下时重心下降,骨牌重力势能转化为动能。倒在第二张骨牌上时,动能就转移到第二张骨牌上;依次类推,第二张骨牌倒下的机械能转移到下一张骨牌……所以骨牌倒下的速度越来越快,使后倒下的骨牌能量越来越大。
认识透镜
中间厚、边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用,中间薄、边缘厚的透镜是凹透镜,凹透镜对光线有发散作用,
过透镜的光线有三条特殊光线,如表1所示,凸透镜成像规律的应用
掌握了以上凸透镜成像的规律。我们还要了解其四大主要应用。
1.照相机
来自物体的光经过照相机镜头后,在胶片上会聚成被摄物体的像,照相机的镜头相当于凸透镜,胶片相当于光屏,照相机的成像特点是:
(1)照相机成倒立、缩小的实像,
(2)像距小于物距,
(3)像与物位于凸透镜的两侧,
例1如图2所示,早期照相馆里摄影师取景时看到的像是倒立的,有几位同学对此现象展开了讨论:
甲:将照相机靠近两位照相的人,可以看到两位照相人的全身像。
乙:调整相机和两位照相人之间的距离。人像变小时,应减小相机镜头和胶片之间的距离。
丙:要使人像更亮,必须在两位照相人的身后进行“补光”。
丁:现在的相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,便于观察。
这些说法正确的是()
A,甲与乙 B,甲与丙
C,乙与丁 D,丙与丁
解析:要照全身像,应使像变小,则必须使物距变大,所以应增大相机和两位照相人之间的距离:物距增大后,像距变小,由此可知,甲错,乙对,像是人反射的光进入镜头折射形成的,为了让像更亮,应该让人反射更多的光,则应该在两位照相人的前面进行“补光”,丙错,现在的照相机利用光学或电子技术,把倒立的像转变成正立的,这样便于观察,丁对。
答案:C
2.投影仪
投影仪(幻灯机)的镜头相当于一个凸透镜,屏幕相当于光屏,其成像特点是:把投影仪上的平面镜取下,投影片放到载物台上,调节镜头,在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。投影仪的成像特点是:
(1)投影仪成倒立、放大的实像,
(2)像距大于物距,
(3)像与物位于凸透镜的两侧,
例2放映幻灯机时,要想获得更大的像,应该采取()
A,换上大屏幕
B,增大屏幕到镜头的距离,同时减小幻灯片与镜头的距离
C,增大幻灯片到镜头的距离
D,减小屏幕到幻灯机的距离,同时增大幻灯片与镜头的距离
解析:屏幕上的像的大小不取决于屏幕的大小,而取决于物距和像距,要使像更大一些,要减小物距,增大像距,所以要增大屏幕到镜头的距离,同时减小幻灯片与镜头的距离,故B说法正确。
答案:B
3.放大镜
放大镜的成像特点是:
(1)成正立、放大的虚像,
(2)物距小于像距,
(3)像與物位于凸透镜的同侧,
例3透过晶莹剔透的露珠,我们可以更清楚地看到树叶放大的“叶脉”。这是利用了____(填“放大镜”“投影仪”或“照相机”)的原理,看到的“叶脉”是____(填“实”或“虚”)像。
解析:露珠中间厚,边缘薄,形成一个水凸透镜,叶脉在水凸透镜的1倍焦距以内,成正立、放大的虚像,和放大镜的原理相同,
答案:放大镜__虚
4.测焦距
凸透镜的焦距是研究凸透镜成像特点的核心内容,确定凸透镜的焦距是解决问题的关键,当物距等于2倍焦距时,像距也等于2倍焦距,即像距和物距相等,此时像和物体的大小相等,利用这个成像特点可以确定凸透镜的焦距,其成像原理如图3所示。
2019年6月号“物理潜能知识竞赛”参考答案
1.A 2.C 3.糠皮 谷粒 碎石 它们以同样速度被抛山,碎石的质量最大,动能最大,所以克服空气阻力运动的距离最大,糠皮的质量最小,运动距离最小 4.这样设计可以在进站吋将火车的动能转化为重力势能,储存能量,出站时将重力势能转化为动能,达到节约能源的目的,5.第一张骨牌倒下时重心下降,骨牌重力势能转化为动能。倒在第二张骨牌上时,动能就转移到第二张骨牌上;依次类推,第二张骨牌倒下的机械能转移到下一张骨牌……所以骨牌倒下的速度越来越快,使后倒下的骨牌能量越来越大。