照相機(jī)、投影儀和放大鏡的工作原理和成像特性是高考的重點(diǎn)內(nèi)容。 考生要加強(qiáng)這部分知識(shí),才能確保高考成功; 此外,照相機(jī)、投影儀和放大鏡是我們的日常生活。 常用的光學(xué)儀器,了解它們的工作原理和成像特點(diǎn),對(duì)我們使用起來(lái)也有很大的幫助。
1、相機(jī)的工作原理及成像特點(diǎn):相機(jī)后面有一個(gè)透鏡,它起凸透鏡的作用,物體發(fā)出的光通過(guò)相機(jī)鏡頭會(huì)聚在膠片(相當(dāng)于光幕)上產(chǎn)生a 倒置的縮小虛像。 較遠(yuǎn)的物體顯得較小,較近的物體顯得較大。
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2、投影儀的工作原理及成像特點(diǎn): 投影儀是利用凸透鏡成像。 投影儀上有一個(gè)相當(dāng)于凸透鏡的鏡頭。 投影片上的圖案通過(guò)凸透鏡產(chǎn)生放大的圖像。 還有平面鏡的作用是改變光的傳播方向,使發(fā)出的光在屏幕上成像,形成倒置放大的虛像。
投影儀上的平面鏡可以使凸透鏡在屏幕上形成的倒像正立起來(lái)。
3、放大鏡的工作原理及成像特點(diǎn):放大鏡是一個(gè)凸透鏡。 將放大鏡置于物體上方,適當(dāng)調(diào)整距離(僅當(dāng)物體在焦距內(nèi)時(shí)),才能形成直立放大的實(shí)像。
歷年高考真題
例1 物體通過(guò)凸透鏡在光幕上產(chǎn)生倒置放大的虛像。 以下光學(xué)儀器應(yīng)用這些成像原理()
A. 照相機(jī) B. 放大鏡 C. 幻燈機(jī) D. 汽車后視鏡
分析:方案A的攝像頭變成倒置縮小的虛像; 選項(xiàng)B的放大鏡變成直立放大的實(shí)像; 選項(xiàng)D的車輛后視鏡為凸面鏡,成實(shí)像,不能在光幕上成像。 因此,A、B合并,D三個(gè)選項(xiàng)排除。 C選項(xiàng)幻燈機(jī)的成像原理與投影機(jī)相同。 幻燈機(jī)在光幕上得到的是一個(gè)直立放大的虛像,而不是倒置的。 原因是幻燈片是倒著插的,所以相對(duì)于魔板還是倒著的。 正確答案是C。
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例2 將凸透鏡直接對(duì)著太陽(yáng)光,距離凸透鏡10cm處可得到最小最亮的光斑。 如果用這個(gè)鏡頭觀察郵票上的小圖案,郵票到鏡頭的距離為()
答:郵票到鏡頭的距離大于10cm。
分析:將凸透鏡置于陽(yáng)光下,距離凸透鏡10cm處獲得最小最亮的光斑。 可見(jiàn)此點(diǎn)為焦點(diǎn),故焦距為10cm。 觀察郵資上的小圖案應(yīng)該起到放大鏡的作用。 因此,物距應(yīng)大于10cm。
4、高考常見(jiàn)實(shí)驗(yàn):凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:光屏、凸透鏡、刻度尺、蠟燭。
步驟:調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光幕的位置,使它們?cè)谕粭l直線上,中心大致在同一高度,使蠟燭火焰在2f外,2f和f之間, 和 f 之間,通過(guò)觀察光幕上的圖像或通過(guò)凸透鏡觀察蠟燭火焰形成的圖像,檢測(cè)物距和像距,得到成像規(guī)律。
方法:由遠(yuǎn)及近,先將蠟燭固定在一定位置,然后接上光幕接受蠟燭火焰形成的影像。
方法:實(shí)驗(yàn)時(shí),先固定好蠟燭和凸透鏡的位置平面鏡成像特點(diǎn)課件,即定位物距,然后接上光幕找像。
4.凸透鏡成像規(guī)律
u代表物距,v代表像距。
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1 當(dāng)u>2f,f<v<2f時(shí),形成倒置縮小的虛像平面鏡成像特點(diǎn)課件,應(yīng)用:相機(jī)
2. 當(dāng)f<u<2f,v>2f時(shí),倒立放大的虛像,應(yīng)用:投影儀或幻燈機(jī)
3、當(dāng)u<f時(shí),形成直立放大的實(shí)像,應(yīng)用:放大鏡
4、當(dāng)u=2f,v=2f時(shí),形成一個(gè)倒置的大小相等的虛像。
注:2f點(diǎn)為圖像大小變化的臨界點(diǎn),f為圖像虛實(shí)變化的臨界點(diǎn)。
口頭禪:一重心分虛實(shí),二重心分大小; 近處的物體大得多,遠(yuǎn)處的物體?。?物體和圖像的位置是相反的。
公式含義分析:
一焦點(diǎn)虛實(shí)兩焦點(diǎn)大:在凸透鏡的成像規(guī)律中,主光軸上有兩個(gè)分界點(diǎn),第一個(gè)是焦點(diǎn)f,第二個(gè)是焦點(diǎn)2f,其中是焦點(diǎn)的兩倍。 以焦點(diǎn)為界,物體在焦點(diǎn)外形成虛像,物體在焦點(diǎn)內(nèi)時(shí)形成實(shí)像; 以2倍焦距點(diǎn)為界,物體在2倍焦距點(diǎn)外變成縮小像,物體在2倍焦距點(diǎn)以內(nèi)(焦點(diǎn)和點(diǎn)之間)焦距的 2 倍)變成放大的虛像。
近物像遠(yuǎn),遠(yuǎn)物像?。和雇哥R成虛像時(shí),隨著物距的減小,成像變大,像距也變大; 反之,隨著物距的減小,形成的像變小,像距也減小。
物像位置顛倒:凸透鏡成虛像時(shí),當(dāng)物超過(guò)2倍焦距時(shí),像在焦點(diǎn)與2倍焦距之間; 當(dāng)物體在焦點(diǎn)和2倍焦距之間時(shí),圖像是2倍焦距失焦。
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凸透鏡成像規(guī)律和凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)是歷屆高考的重點(diǎn)內(nèi)容。 這些考點(diǎn)幾乎每年都會(huì)出現(xiàn)在高考題中。 考生務(wù)必仔細(xì)閱讀文章內(nèi)容,牢記在心。
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