物距和像距

  1. 物距:物体到凸透镜光心的距离,常用u表示。
  2. 像距:像到凸透镜光心的距离,常用v表示。

实验器材

实验中需要的器材:蜡烛、凸透镜(已知焦距)、光屏、光具座等。如下图所示

蜡烛、透镜、光屏的放置要求

  1. 为了能让像成在光屏的中央,要调节烛焰 、透镜中心和光屏中心,使之在与光具座平行的一条直线上。(另外一种表述: 要调节烛焰 、透镜中心和光屏中心在同一高度)如图所示:
  2. 一种错误的表述方法:要调节烛焰、透镜中心和光屏中心在同一直线。如图所示:

凸透镜成像规律图示

备注:下列图片中“F”表示焦点,”P”表示2倍焦距处。

  1. u>2f(物距大于2倍焦距)

  2. u=2f(物距等于2倍焦距)

  3. f<u<2f(物距大于1倍焦距小于2倍焦距)

凸透镜成像规律

物距(u)像距(v)像的性质物像位置关系
u>2f f<v<2f倒立缩小的实像像与物体在凸透镜的异侧
u=2fv=2f倒立等大的实像像与物体在凸透镜的异侧
f<u<2fv>2f倒立放大的实像 像与物体在凸透镜的异侧
u=f——不成像——
u<f——正立放大的虚像 与物体在凸透镜的同侧

像的变化规律

  1. 总结凸透镜成像规律,可简要归纳成“一焦分虚实,二焦分大小;成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近,像变小。”
    (1)“一焦分虚实”:物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像。
    (2)“二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的实像,(焦点除外)物距大于二倍焦距成缩小的实像。
    (3)“成实像时,物近像远像变大”:成实像时,物体靠近透镜,像远离透镜,像逐渐变大。
    (4)“成虚像时,物近像近像变小”:成虚像时,物体靠近透镜,像也靠近透镜,像逐渐变小。
  2. 成实像时的变化如图所示:

要点提炼

  1. 测量凸透镜的焦距:利用平行光源或太阳光粗测凸透镜的焦距。(实验室提供的凸透镜的焦距有5cm、10cm和30cm,我们所选的透镜最好在10cm—20cm之间,太大或太小都不方便)。
  2. 操作过程中,应固定好蜡烛、凸透镜,然后移动光屏,直到在光屏上得到一个清晰的像为止,读出物距与像距的大小。
  3. 当物距小于焦距时,无论怎样移动光屏,在光屏上也找不到物体的像。此时应去掉光屏,透过凸透镜观察火焰的成像情况。

概念自查

(Y06020101)小孔成像是光的_______形成的实像,平面镜成像是光的_______形成的虚像,透镜成像是光的_______形成的像。
(Y06020102)在探究“凸透镜成像”的实验中,所选用的器材有蜡烛、火柴、光屏、__________、光具座等;实验前调整________、__________、_______的中心在_____________。
(Y06020103) 在探究“凸透镜成像”的实验中:
(1)当物距______于焦距时,成倒立实像;当物距______于焦距时,成正立虚像,并且虚像比物体的尺寸_______;
(2)当物距大于2倍焦距时,在_____________得到了_____、_________的实像;
(3) 当物距等于2倍焦距时,像距等于2倍焦距,得到了_____、_________的实像;
(4) 当物距在1倍焦距与2倍焦距之间时,在_____________得到了_____、_________的实像;
(Y06020104) 在探究“凸透镜成像”的实验中,我们发现成虚像与实像的分界点是__________;在成实像时,物距增大时,像距_______,像的尺寸_________.
(Y06020105)能用眼睛看到,不能用光屏接受到的是_____ 像;既能用眼睛看到,又能呈现在屏上的是________像。

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