下圖是探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)過程中,依次將點(diǎn)燃的蠟燭、凸透鏡、光屏放在光具座上,使得燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
凸透鏡成像的規(guī)律如下表:
將表格轉(zhuǎn)換成圖像如下:
圖1,物距u>2f,成倒立、縮小的實(shí)像;像距f<v<2f,應(yīng)用于照相機(jī)。
圖2,物距u=2f,成倒立、等大的實(shí)像;像距v=2f,應(yīng)用于測焦距。
圖3,物距u<f,成倒立、放大的實(shí)像;像距v>2f,應(yīng)用于投影儀。
通過觀察圖1、2和3,想象成動(dòng)態(tài)圖,可以看到物距變小時(shí),像距變大,像逐漸變大,記憶口訣:“物近像遠(yuǎn)像變大”。如果倒回去看,則口訣為:“物遠(yuǎn)像近像變小”??谠E也可以理解為,當(dāng)物距u大于像距v時(shí),成縮小的像;當(dāng)物距u小于像距v時(shí),成放大的像。
圖4,物距u=f,不成像。
圖5,物距u<f時(shí),成正立、放大的虛像;應(yīng)用于放大鏡。
關(guān)于本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的使用較為簡單,只要審題時(shí)弄清楚物距u是多少,焦距f是多少,再通過判斷u與f的關(guān)系屬于表格中的哪一種情形,根據(jù)情形寫出像的性質(zhì)即可。
例題1、把一個(gè)凸透鏡對準(zhǔn)太陽光,可在距凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑。若將一物體放在此透鏡前30cm處,則可在另一側(cè)得到一個(gè)( ?。?/span>
A. 倒立、放大的實(shí)像
B. 倒立、縮小的實(shí)像
C. 正立、放大的虛像
D. 正立、縮小的虛像
解析:將凸透鏡對準(zhǔn)太陽光,在距凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑,所以焦距f=20cm,而物距u=30cm,它們的關(guān)系為f<u<2f,成倒立、放大的實(shí)像,故選A。
例2、把物體放到凸透鏡前16cm處可得到倒立、放大的實(shí)像;現(xiàn)將物體向凸透鏡移近8cm時(shí),得到的是(?。?/span>
A. 倒立、放大的實(shí)像
B. 正立、放大的虛像
C. 倒立、縮小的實(shí)像
D. 無法判斷
解析:因?yàn)閡=16cm時(shí)成倒立、放大的實(shí)像,所以f<u<2f,即8cm<f<16cm,當(dāng)物距u=8cm時(shí),u<f,應(yīng)該成正立、放大的虛像,故選B。
例3、在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中。
(1)讓凸透鏡 對著太陽,得到圖甲所示的光路圖;
(2)利用圖乙裝置進(jìn)行以下操作:
①如果燭焰在光屏上的像偏低,應(yīng)將蠟燭向 (選填“上”或“下”)調(diào)節(jié);
②把燭焰放在距凸透鏡17cm處時(shí),移動(dòng)光屏,可以在光屏上得到一個(gè)清晰的倒立、 (選填“放大”或“縮小”)的實(shí)像,在照相機(jī)和投影儀中,成像情況與此類似的是
③將蠟燭移到距凸透鏡5cm處,無論怎樣調(diào)節(jié)光屏,光屏上始終接收不到像,這時(shí)應(yīng)從 側(cè)透過凸透鏡直接觀察(選填“左”或“右”)。
解析:(1)正;(2)①由光沿直線傳播可知,應(yīng)將蠟燭向下調(diào)節(jié);②通過甲圖可知f=10cm,而物距u=17cm,二者的關(guān)系f<u<2f,成倒立、放大的實(shí)像;應(yīng)用于投影儀;③因?yàn)槲锞鄒=5cm,u<f成正立、放大的虛像,不能在光屏上看到,故只能從右側(cè)觀察。
解題思路:熟記知識(shí)點(diǎn),再通過判斷物距u和焦距f的關(guān)系屬于哪一種情形,根據(jù)分類說明成像特點(diǎn)。
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