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[!--downpath--]高中新開了一門數學課,小伙伴們有點害怕。 高中數學難嗎? 一定有難度,如果你在高中的時候把基礎學好,那你就沒有難度了。 明天王老師給大家分享小學數學:凸透鏡焦距的檢測方法。 希望能對朋友們有所幫助!
如何檢測凸透鏡的焦距
基礎知識
凸透鏡的幾個術語:
(1)光心(O):凸透鏡的中心,主光軸上的一個特殊點,光通過該點的傳播方向不變。
(2)主光軸:通過兩球心的直線稱為主光軸。
(3)焦點(F):凸透鏡能使平行于主光軸的光線會聚到主光軸上的一點,稱為焦點。
(4)焦距(f):焦點到光心的距離稱為焦距。
幾種常用的焦距檢測方法及實例分析
1.根據焦點和焦距的定義,借助太陽光測量焦距
例1,如圖所示為探索“凸透鏡成像定律”的實驗裝置:
將凸透鏡對著太陽,得到如圖A所示的光路圖。可見凸透鏡對光線有作用,其焦距為cm。
分析 因為凸透鏡對光線有聚光作用,所以凸透鏡正對著太陽光,在其背后放一張白紙(光屏),調整光屏的位置,直到最亮和最小的光點出現在白紙上,測量凸透鏡到白紙上光點的距離,即為焦距。 借助刻度尺測量厚度時,為了使結果更加準確,需要對讀數進行估算。
答案收斂11.0
2.根據成像特性,借助遠距離物體的成像,可以簡單的得到焦距
例2、如果不使用太陽,而是使用遠處物體的成像,可以簡單的得到焦距。當u?10f時,物體的成像位置大約在焦點處,像距為約等于焦距
3、根據成像規律,當u=2f時,形成倒置等尺寸虛像,借助光具座檢測
例3、同事用蠟燭、凸透鏡和光幕做“探索凸透鏡成像規律”的實驗。 該裝置如圖所示。
實驗時,當蠟燭火焰距離凸透鏡20cm時,將光屏接在一定位置,光屏上能得到大小相等的清晰圖像,則凸透鏡的焦距為厘米。
分析 根據成像定律,由于實驗中在光屏上觀察到一個大小相同的清晰圖像,可以得出u=2f。 由題可知u=20cm,故f=10cm。 注:為了更準確地確定大小相等的清晰圖像,實驗中采用規則排列的發光晶閘管作為光源,同樣規則排列的方格柵作為光屏。
答案10cm
4.根據可逆光路,利用光具座檢測焦距
例4. 如圖所示實驗凸透鏡成像規律作圖專題,如果左右連接光屏,發現光屏上始終有一個方形的光斑,但光斑的大小沒有變化,那么可以得出一個推論。
分析左右聯通光屏時,光屏上只有一個矩形光斑,但光斑大小不變,說明通過凸透鏡射入光屏的光線為平行光,而只有當光源在焦點上時,光源發出的光才能通過凸透鏡。 能產生平行光,其原理是光路可逆。 因此,此時光源到凸透鏡的距離就是焦距。
答:凸透鏡的焦距是15cm
5.基本方法:圖像法
在探究凸透鏡成像規律的實驗中,需要采集數據。 通過數據或數據繪制的圖像,可以收集信息,得到凸透鏡的焦距。
例5.在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中,一班小伙伴記錄并畫出了像到凸透鏡的距離v與物到凸透鏡的距離u的關系圖鏡片。 如圖所示,以下判斷正確的是
A。 凸透鏡的焦距為16cm
B.當u=12cm時,在光屏上可以得到縮小的圖像
C。 當u=20cm時,變成放大圖。投影儀就是根據這個原理制作的
D.物體在距離凸透鏡12cm到24cm的過程中,像逐漸變小
分析圖像問題的關鍵是從圖像中收集有效信息來解決問題。 根據凸透鏡成像定律,當物距u=v時,凸透鏡形成倒置的等尺寸虛像。 此時,u=2f。 從圖中可以看出:當u=16cm時,有u=v,則此時u=2f,即f=8cm。
答案D
6.求解無方程關系的焦距范圍
例6.小明在光具座上探索凸透鏡成像規律。 他把點亮的蠟燭和凸透鏡分別固定在光具座上,然后接上光幕,在光幕上得到了清晰的蠟燭影像。 每個器件的位置如圖所示。那么所用凸透鏡的焦距可能是
A。 9cm B. 12cm C. 15cm D. 18cm
當分析光屏上出現圖像時,可以根據物距和像距的關系判斷圖像是放大還是縮小。 由于物距小于像距,因此可以獲得縮小的圖像。 可以得出推論:u﹥2f,根據圖 圖像可以讀到物距為30cm,所以f﹤15cm凸透鏡成像規律作圖專題,同時,像距f<v<2f,根據圖像,讀像距為20cm,得到10cm<f<15cm。
答案B