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凸透镜成像是初中物理光学的重要内容,它既是光的折射的具体应用,又是同学们了解生活中的透镜的基础,凸透镜成像实验是帮助同学们理解凸透镜成像情况的直观方法。
题目:探究凸透镜成像的规律
器材准备:凸透镜(f=10 cm)、光屏、蜡烛、火柴、光具座、废物杯。
提示:若实验中凸透镜的焦距未知,要先粗测出凸透镜的焦距,测凸透镜焦距的方法很多,比较简便的方法是将凸透镜正对着太阳光,沿光线方向上下移动凸透镜,直到纸屏上出现一个又小又亮的光点为止,用刻度尺测出凸透镜到光点的距离即为该凸透镜的焦距,本实验把烛焰作为发光体,是因为它透过凸透镜的光线比较多而强,在光屏上所成的像清晰、明亮,废物杯是用来盛装点燃的火柴梗(或其他废物)的,废物不能随意丢弃。
实验要求:利用凸透镜成两次实像,一次是放大的,一次是缩小的,并记录相应的物距和像距。
提示:物体在二倍焦距之外成的是缩小的实像,在一倍焦距和二倍焦距之间成的是放大的实像,所以一倍焦距和二倍焦距是两个比较特殊的位置,最好在光具座上标出这两个位置,便于清楚观察出物距、像距跟一倍焦距、二倍焦距的关系,有利于结论的形成。
过程与记录:
(1)检查器材:有检查所给器材是否够用的意识和动作,检查蜡烛、凸透镜、光屏等在光具座上的摆放顺序是否正确。
提示:实验前,在检查完实验器材后,依次在光具座上从左向右放置蜡烛、凸透镜和光屏,注意凸透镜放置的位置应在光具座中间整刻度处,这样便于读出物距和像距。
(2)调节器材:点燃蜡烛,调整凸透镜、光屏的高度,使它们的中心和蜡烛火焰的中心大致在同一高度,
提示:这样做能使烛焰的像成在光屏中间,凸透镜成实像时,是成倒立的像,不仅上下颠倒,左右也颠倒,如果烛焰经凸透镜在光屏上所成的像偏左偏下,说明蜡烛放置得偏右偏上,在保持凸透镜和光屏位置不变的情况下,将蜡烛向左向下移动一个适当的距离,即可使烛焰所成的像呈现在光屏的中间。
(3)观察记录:调整蜡烛或光屏的位置,在光屏上得到烛焰缩小的实像,改变物距,在光屏上得到烛焰放大的实像:做好记录。
提示:在实验时要注意以下问题:①如何才能在光屏上得到较为清晰的烛焰的像呢?首先看物体到凸透镜的距离是否大于一倍焦距,若在一倍焦距外,我们可将光屏慢慢靠近或远离凸透镜来寻找,当发现某一位置呈现出的像较清晰时,在这一位置前后移动光屏,使屏上承接的像的边缘从模糊到清晰,再从清晰到模糊,反复几次后,必能找准像的位置,此时光屏到凸透镜的距离才是像距,②对于焦距一定的凸透镜,当蜡烛的火焰在焦点以外但靠近焦点时,也会出现无论怎样移动光屏也得不到像的情况,这是因为我们实验室用的光具座长度大约1 m,做实验时透镜又多在光具座中间部分,当烛焰靠近焦点时,成的像较大,像距较长,超出光具座的长,所以光屏怎样移动也得不到清晰的像,这时需要把物体放置在大于一倍焦距而不能放置在稍大于焦距处,③在记录实验数据时,要设计出记录实验数据的表格(凸透镜的焦距f=____________cm),记录物距、像距和成像情况,如下表。
(4)实验结论:成缩小实像时,物体在二倍焦距之______:成放大实像时。物体在二倍焦距之______,(均填“内”或“外”)
提示:在形成结论时,要把实验数据(即物距和像距)与透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比照分析,形成完整的结论。
(5)整理实验器材
提示:本实验会在实验桌(或光具座上)留有蜡烛的烛泪,一定要记住把实验桌整理干净,以良好的实验修养为自己增分。
责任编辑 程 哲
题目:探究凸透镜成像的规律
器材准备:凸透镜(f=10 cm)、光屏、蜡烛、火柴、光具座、废物杯。
提示:若实验中凸透镜的焦距未知,要先粗测出凸透镜的焦距,测凸透镜焦距的方法很多,比较简便的方法是将凸透镜正对着太阳光,沿光线方向上下移动凸透镜,直到纸屏上出现一个又小又亮的光点为止,用刻度尺测出凸透镜到光点的距离即为该凸透镜的焦距,本实验把烛焰作为发光体,是因为它透过凸透镜的光线比较多而强,在光屏上所成的像清晰、明亮,废物杯是用来盛装点燃的火柴梗(或其他废物)的,废物不能随意丢弃。
实验要求:利用凸透镜成两次实像,一次是放大的,一次是缩小的,并记录相应的物距和像距。
提示:物体在二倍焦距之外成的是缩小的实像,在一倍焦距和二倍焦距之间成的是放大的实像,所以一倍焦距和二倍焦距是两个比较特殊的位置,最好在光具座上标出这两个位置,便于清楚观察出物距、像距跟一倍焦距、二倍焦距的关系,有利于结论的形成。
过程与记录:
(1)检查器材:有检查所给器材是否够用的意识和动作,检查蜡烛、凸透镜、光屏等在光具座上的摆放顺序是否正确。
提示:实验前,在检查完实验器材后,依次在光具座上从左向右放置蜡烛、凸透镜和光屏,注意凸透镜放置的位置应在光具座中间整刻度处,这样便于读出物距和像距。
(2)调节器材:点燃蜡烛,调整凸透镜、光屏的高度,使它们的中心和蜡烛火焰的中心大致在同一高度,
提示:这样做能使烛焰的像成在光屏中间,凸透镜成实像时,是成倒立的像,不仅上下颠倒,左右也颠倒,如果烛焰经凸透镜在光屏上所成的像偏左偏下,说明蜡烛放置得偏右偏上,在保持凸透镜和光屏位置不变的情况下,将蜡烛向左向下移动一个适当的距离,即可使烛焰所成的像呈现在光屏的中间。
(3)观察记录:调整蜡烛或光屏的位置,在光屏上得到烛焰缩小的实像,改变物距,在光屏上得到烛焰放大的实像:做好记录。
提示:在实验时要注意以下问题:①如何才能在光屏上得到较为清晰的烛焰的像呢?首先看物体到凸透镜的距离是否大于一倍焦距,若在一倍焦距外,我们可将光屏慢慢靠近或远离凸透镜来寻找,当发现某一位置呈现出的像较清晰时,在这一位置前后移动光屏,使屏上承接的像的边缘从模糊到清晰,再从清晰到模糊,反复几次后,必能找准像的位置,此时光屏到凸透镜的距离才是像距,②对于焦距一定的凸透镜,当蜡烛的火焰在焦点以外但靠近焦点时,也会出现无论怎样移动光屏也得不到像的情况,这是因为我们实验室用的光具座长度大约1 m,做实验时透镜又多在光具座中间部分,当烛焰靠近焦点时,成的像较大,像距较长,超出光具座的长,所以光屏怎样移动也得不到清晰的像,这时需要把物体放置在大于一倍焦距而不能放置在稍大于焦距处,③在记录实验数据时,要设计出记录实验数据的表格(凸透镜的焦距f=____________cm),记录物距、像距和成像情况,如下表。
(4)实验结论:成缩小实像时,物体在二倍焦距之______:成放大实像时。物体在二倍焦距之______,(均填“内”或“外”)
提示:在形成结论时,要把实验数据(即物距和像距)与透镜的一倍焦距和二倍焦距进行比照分析,形成完整的结论。
(5)整理实验器材
提示:本实验会在实验桌(或光具座上)留有蜡烛的烛泪,一定要记住把实验桌整理干净,以良好的实验修养为自己增分。
责任编辑 程 哲