探究凸透镜成像的规律
凸透镜的应用
照相机能成倒立的、缩小的实像。
投影片上的图案通过凸透镜形成一个放大的、倒立的实像.
放大镜就是凸透镜,能成放大的、正立的虚像。
现象:同一个凸透镜能成不同的像。
问题:凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距 有什么关系?
实验
实验目的:探究凸透镜成像规律
实验器材:蜡烛、凸透镜、光屏、光具座等
1.物距(u):物体 到凸透镜中心的距离;
2.像距(v):像 到凸透镜中心的距离;
1、将蜡烛放在2 f之外的地方,移动光屏,直到光屏上出现清晰的像,观察像的大小与倒正。
2、把物体放在2倍焦距上,观察像的大小、倒正、虚实。
3、将蜡烛移到2f和f 之间,重复以上的操作,进行观察和测量。
4、把物体放在焦点上,观察能否成像。
不成像
凸透镜成像的规律
凸透镜成像规律及应用:
记忆口诀
一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小。
物近像远像变大;物远像近像变小。
分析归纳:
1、u=f是实像和虚像的分界点。
2、u=2f是像大小的分界点。
3、凸透镜成实像都是倒立的,虚像都是正立的。
4、物体离焦点越近,像离焦点越远,且像越大。
习题演练
1. 为了防盗,在门上装一个“猫眼”,使屋内的人能看清屋外的人(是一个缩小的像),而屋外的人却看不清屋内的人,则“猫眼”应该是( )
A.三棱镜
B.玻璃砖
C.凹透镜
D.凸透镜
(1)猫眼实际上是一个光学系统,它是由两个透镜组成的,物镜即门外面的透镜是凹透镜,目镜即门里面的透镜是凸透镜.
(2)门外的物体首先经过凹透镜成一个正立缩小的虚像;
(3)凹透镜成的像作为物体再经过凸透镜成像.
【解析】
(1)凹透镜的焦距极短,它将室外的人或物成一缩小的正立虚像,此像正好落在目镜(凸透镜)焦点之内,此时的目镜起着放大镜的作用,最后得到一个较为放大的正立虚像.
(2)人从外向内看时,此时的门镜相当于一个凹透镜,凹透镜对光线有发散的作用,所以看不到屋内成像情况物镜.
综上分析故选:C.
2. 按照题目的要求作图:
(1)根据平面镜成像特点,作出物体AB在平面镜中的像;
(2)一束光线从水中射向空气,试画出反射和折射的光路图;
(3)如图所示,SA、SB是光源S发射的两条光线,其中SA平行于主光轴,SB过左焦点,画出这两条光线通过凸透镜后的出射光线.
(1)平面镜成像的特点是:像物大小相等、到平面镜的距离相等、连线与镜面垂直、左右互换,即像物关于平面镜对称,利用这一对称性作出AB的像.
(2)先过入射点作出法线,然后根据入射光线、反射光线以及法线在同一平面内,并且反射角等于入射角,画出反射光线;根据入射光线、折射光线以及法线在同一平面内,折射角大于入射角,确定折射光线的方向.
(3)关于凸透镜有三条特殊的入射光线:①平行于主光轴的;②过焦点的;③过光心的;此题中给出的是前面的两条特殊光线.
解析
(1)分别作出物体AB端点A、B关于平面镜的对称点A′、B′,用虚线连接A′、B′即为AB在平面镜中的像.如图:
(2)过入射点O作垂直于水面的法线,根据反射角等于入射角画出反射光线;根据折射角大于入射角画出折射光线.如图所示:
(3)SA这条入射光线平行于主光轴,其经凸透镜折射后,折射光线过焦点;SB这条入射光线过焦点,过焦点的入射光线经过凸透镜折射后,平行于主光轴,如图所示: