凸透鏡成像規(guī)律的探究

王家偉

提出問(wèn)題

通過(guò)凸透鏡由遠(yuǎn)及近地觀察物體，有時(shí)看到物體是正立的，有時(shí)是倒立的；有時(shí)是放大的，有時(shí)又是縮小的.那么凸透鏡成放大的像、成縮小的像、成正立的像或成倒立的像與什么因素有關(guān)呢？

進(jìn)行猜想

當(dāng)凸透鏡的焦距確定時(shí)：（１）可能與物體到凸透鏡的距離有關(guān)；（２）可能與光屏到凸透鏡的距離有關(guān).

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

（１）選擇實(shí)驗(yàn)器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座、火柴.

（２）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①利用平行光聚焦法，用小手電筒代替平行光源，測(cè)定凸透鏡的焦距 ｆ＝__________ｃｍ.

②按右圖所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上.

③調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏，使它們的中心大致在同一高度.

④把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使物距ｕ＞２ｆ.點(diǎn)燃蠟燭，移動(dòng)光屏，使?fàn)T焰在光屏上成清晰的實(shí)像.觀察實(shí)像的大小和正倒，測(cè)出物距ｕ和像距ｖ，記錄在下表中.

⑤把蠟燭向凸透鏡移近，重復(fù)以上操作，進(jìn)行觀察和測(cè)量，將數(shù)據(jù)記錄在下表中.

⑥繼續(xù)移近蠟燭，使物距ｕ＜ｆ，仔細(xì)觀察，在光屏上還能得到蠟燭的像嗎？怎樣才能觀察到蠟燭的像？是虛像還是實(shí)像？像的大小、正倒是什么情況？測(cè)出物距，估測(cè)出像距，把數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果填入下表中.

總結(jié)結(jié)論

猜想（１）正確.當(dāng)凸透鏡的ｆ確定時(shí)：（１）當(dāng) ｕ＞２ｆ 時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像物異側(cè)，且 ｆ＜ｖ＜２ｆ；（２）當(dāng) ｕ＝２ｆ 時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，像物異側(cè)，且 ｖ＝２ｆ；（３）當(dāng) ｆ＜ｕ＜２ｆ 時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像， 像物異側(cè)，且ｖ＞２ｆ；（４）當(dāng) ｕ＝ｆ時(shí)，不成像；（５）當(dāng) ｕ＜ｆ時(shí)，成正立、放大的虛像，像物同側(cè).

輔導(dǎo)老師點(diǎn)評(píng)

（１）成像規(guī)律識(shí)記方法：物近像遠(yuǎn)像變大， １倍焦距分虛實(shí)， ２倍焦距分大小， 實(shí)像總是倒立的．

（２）當(dāng)ｕ＞２ｆ 時(shí)，如果在光具座上前后無(wú)論怎么調(diào)節(jié)光屏，總是得不到像，原因可能是：①光屏的中心、透鏡的中心和燭焰三者不在同一高度上；②選擇透鏡的焦距過(guò)大，所成的像會(huì)在光具座外，解決的辦法是光具座的長(zhǎng)度大于所選用的凸透鏡的焦距的４倍即可.

責(zé)任編輯程哲

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