光学实验探究3： 探究凸透镜的成像规律.doc

光学实验探究3： 探究凸透镜的成像规律一知识链接1知道凸透镜的光心位置和主光轴；2知道凸透镜对光线的会聚作用，通过三条特殊光线的画法，明确焦点、焦距的概念；3知道实像与虚像的区别：虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由实际光线的反向延长线相交而成的。虚像不能用光屏承接，而实像可以用光屏承接。图1二实验器材图2_三实验设计1估测凸透镜的焦距，并填入表格的上方相应位置处。2将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放在桌面的直线上，调整 的高度，使它们的中心大致在同一高度，从透镜的位置开始在刻度尺的左右两边用笔标出等于焦距和2倍焦距的位置；在实验中光屏的作用是 3把蜡烛放在离凸透镜较远的位置，使物距u 2f，保持 不变，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成 ，观察像的大小、倒正以及物距、像距的大小，把观察结果和数据记录在下面的表格中；然后调整物距仍使物距u2f，调整光屏与凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成 ，观察像的大小、倒正以及物距、像距的大小，把观察结果和数据记录在下面的表格中；4把蜡烛向凸透镜移近，使物距u =2f，重复以上操作，进行观察和记录；5继续把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即2fuf，重复以上操作。实验做两次，进行观察记录；6继续把蜡烛向凸透镜移近，使物距u=f，这时调整光屏，在光屏上已经看不到蜡烛的像（思考为什么？ ）7继续把蜡烛向凸透镜移近，使物距uf，这时在光屏上已经看不到蜡烛的像，用眼睛直接通过凸透镜去观察蜡烛，把物距和观察结果记录在表格中。（焦距：f= ）物距与焦距关系物距u/cm像距v/cm像的性质实虚大小正倒u 2fu =2f2fufu =fu f四实验结论1当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时，成 像；应用是 。2当物体位于凸透镜的二倍焦距时，成 像； 3.当物体位于凸透镜的二倍焦距和一倍焦距之间时，成 像；应用是 。 4.当物体位于凸透镜的焦距以内时，成 像，它的应用是 。五问题讨论及注意事项1测量凸透镜的焦距有个简易的方法：将一个凸透镜正对着太阳光，在凸透镜另一侧放置一张纸，调节纸与凸透镜的距离，直到 ，再用 测出 ，即为该透镜的焦距。2在探究凸透镜成像规律时，应先将凸透镜的光心、烛焰的中心、光屏的中心调整到 。原因是 。3当烛焰通过凸透镜在光屏上成实像时，如果用手或其他不透明的物体挡住透镜的上半部分或下半部分，这光屏上的像可能有什么变化？ 原因是： 。4实验时，蜡烛越烧越短，你将看到屏上的像向_（填“上”或“下”）移动5在实验过程中，小明和小东同学在直线上无论如何移动光屏、凸透镜和蜡烛，均不能获得像。这其中的可能原因是： 。6当物体逐渐向凸透镜靠近时，光屏的位置是逐渐 （选填“靠近” 、“远离”），在光屏上所成的像是逐渐 的。六、应用实例1在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为50cm保持不变，某同学将一个焦距为10cm的透镜从光屏移向蜡烛的过程中，下列说法可能的是（ A ）A能在屏上成一次清晰的缩小的像 B能在屏上成二次清晰的放大的像C能在屏上成三次清晰的放大的像 D不能在屏上成清晰的像2（2011河北）让一束平行光经过一透镜，在光屏上得到一个最小、最亮的光斑(如图30所示)，小明用此透镜做“探究透镜成像规律”的实验。下列说法不正确的是（ D ）A当物体距透镜5cm时，成正立的像B当物体距透镜15cm时，成倒立、放大的实像C当物体从距透镜20cm处向远离透镜的方向移动时，所成的像逐渐变小D当物体从距透镜20cm处向透镜的方向移动时，要得到清晰的像，应使光屏靠近透镜图3 图43如图所示，将凸透镜看作是眼睛的晶状体，光屏看作是眼睛的视网膜，烛焰看作是被眼睛观察的物体。拿一个近视眼镜给“眼睛”戴上，光屏上出现烛焰清晰的像，而拿走近视眼镜则烛焰的像变得模糊。在拿走近视眼镜后，为了能在光屏上重新得到清晰的像，下列操作可行的是（ C ）A将蜡烛远离凸透镜 B将光屏远离凸透镜C将光屏靠近凸透镜 D将光屏和蜡烛同时远离凸透镜4(2012广东省)小王用凸透镜、蜡烛、光屏和光具座等器材，探究凸透镜成像的规律。实验桌上现有A、B两个凸透镜，其中凸透镜A的焦距为50cm，凸透镜B的焦距为10cm。光具座上标尺的刻度范围如图4。图5（1）小王想探究凸透镜成像的规律，应选用 B 凸透镜(选填“A或“B”)。（2）小王在图4的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，所获得的实验数据如下表所示。分析实验数据可知：从实验次序2、3、4可以看出，当成实像时，物体到凸透镜的距离越短，光屏上像的大小就越 大 ；同一凸透镜，成实像时，像距v随物距u的增大而 减小 。（3）你认为小王同学的实验过程是否全面?请提出你的看法(只需写出一种)。答： 缺少小于一倍焦距的实验过程或没有探究凸透镜能否成虚像 。5在探究凸透镜成像规律时，小明用9个红色的发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源，又用同样的白色方格板做成光屏，实验使用的凸透镜焦距为10cm，实验装置已调好，如图甲所示（1）实验时，首先调节光源、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度上，其目的是 使像成在光屏的中间 。（2）同学们对小明使用的实验装置进行如下评价，其中错误的是（ D ）A与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像较稳定B光源镶嵌在白色方格板上，用同样的白色方格板做光屏，便于比较像与物的大小C零刻度线刻在光具座标尺的中央，可直接测出物距和像距D若凸透镜的焦距未知，则利用此实验装置不能测量凸透镜的焦距（3）凸透镜固定在光具座零刻度线上，小明将光源移至40cm时，在光屏上出现倒立、缩小的 实 （选填“实”或“虚”）像；如果小明将光源移至8cm刻度时，他通过凸透镜看到光源的 正立 （选填“倒立”或“正立”）、放大的虚像（4）光源“F”放在15cm处，其大小如图乙所示，凸透镜固定在光具座零刻度线上如果用遮光罩将凸透镜的上半部分罩住，则光屏上所成的像是（D）（5）光源“F”放在15cm处时，实际应用是 幻灯机或投影仪 。6某小组的同学用蜡烛。凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。（1）如图所示，要使像能够成在光屏的中央，应将光屏向 下 调整。（2）实验过程中，当烛焰距凸透镜15cm时，移动光屏至某一位置，在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是 7.5 cm。如果将烛焰向左移动5cm，则光屏应该向 左 移到某一位置，才能在屏上得到一个倒立、 缩小 (填“放大”、“缩小”或“等大”)、清晰的实像。（3）实验时，小明发现凸透镜中间有一块用镜头纸也不能擦掉的黑色污渍，为此小组内的同学展开了如下的讨论，你觉得较合理的想法应该是 小强 同学的。小明：将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后，可以看到烛焰的像，但像的中间没有了。小强：将蜡烛、凸透镜和光屏调整到合适的位置后，可以看到烛焰完整的像，但像的亮度较暗。小霞：无论怎样调整蜡烛、凸透镜和光屏的位置，都只能看到那块污渍的像。