盤點中學數學高考涉及到的光學內容,凸透鏡成像規律絕對是高考卷上的“常客”,圍繞“凸透鏡成像規律及特征”,必出題型或是選擇題,或是填空題,假如遇見“奇兵伏擊”,做為“實驗探究”題型進行考查也未必可知。現將在研究成像規律實驗中遇見的疑難考點,整理成九問十答。
一問:如何用最快的方式測出凸透鏡的焦距?
答:凸透鏡焦距的大小,反映了凸透鏡會聚作用的強弱。凸透鏡的表面越凸,焦距越短,會聚作用越強。為此,常用的方式是把凸透鏡置于陽光下,當陽光通過凸透鏡凝聚到最小的一點時凸透鏡成像規律說課稿,該點就是凸透鏡的焦點,檢測凸透鏡的光心到焦點的距離,就是凸透鏡的焦距。
二問:實驗前為什么要調整燭焰、凸透鏡、光屏兩者的中心大致在同一高度?
答:使蠟燭成像才能落在光屏中心。
三問:實驗器材中,若用發光晶閘管取代蠟燭有哪些異同點?
答:優點①發光晶閘管的色溫強于蠟燭,除了環保,并且更容易看出像的正立或則倒立,倘若是“F”型晶閘管,可以顯著見到成像的款式:上下顛倒,左右相反。②二極管成像穩定,才能有效防止實驗過程中燭焰搖動、越燒越短等不利現象。
缺點①如果采用“T”型晶閘管,則難以判定成像規律:可以區分上下顛倒,難以分清左右是否相反。
四問:實驗過程中,蠟燭越燒越短,像在光屏上出現哪些現象?該怎么調整?
答:隨著蠟燭越燒越短,像在光習屏的位置會越來越往上,須要向下聯通蠟燭,或則向上調節凸透鏡。緣由是光在通過凸透鏡時,向主光軸發生凝聚。具體可參見課本上“通過凸透鏡三條特殊光線在主光軸上的凝聚圖”。
五問:蠟燭、凸透鏡、光屏在光具座上擺放無誤,燃起蠟燭后,為什么無論如何聯通光屏,一直未能成像,可能緣由是哪些?
答:①蠟燭的燭焰、凸透鏡和光屏兩者的中心不在同一高度;②蠟燭置于焦點上(u=f);③蠟燭置于一倍焦距以內(u﹤f);④蠟燭置于一倍焦距以外、二倍焦距以內,但距離焦點較近,因而像距越大,但光具座寬度不夠,光屏未能承接到像。
六問:若擋住部份凸透鏡,或則凸透鏡上有一黑點,則燭焰成像有哪些變化?
答:成像完整,而且照度比原先暗。
九問:在凸透鏡成像實驗中,若蠟燭從焦點內,沿主光軸由近及遠聯通時凸透鏡成像規律說課稿,像的聯通方向和大小有哪些變化?像距(像與凸透鏡的距離)有哪些變化?
答:回答這個問題前,請勿必先反省:是否充分理解“凸透鏡在五個關鍵位置的成像特性”。在凸透鏡成像中,隨著蠟燭由近及遠聯通,距離焦點越來越遠時,物距在不斷變大,像距則在不斷變小,像的變化是越來越小。即所謂的:物遠像近像變小。
八問:若實驗中,采用焦距不同的凸透鏡,蠟燭位置不變,像距怎樣變化?
答:凸透鏡的焦距越大,意味著焦點越緊靠蠟燭,實際物距在縮小,像距反倒在減小。也可以這樣理解:物距相同時,焦距越大,像距越大。
七問:若在實驗中物距等于焦距時(u=f),在光屏的右側透過凸透鏡見到了燭焰正立放大的像,緣由是哪些?
答:這是由于燭焰有一定的間距,在實驗中,它的個別部份到凸透鏡的距離稍大于焦距,這部份燭焰在1倍焦距以內,此時便會聽到一個正立、放大的實像。
九問:說出平面鏡所成實像,與凸透鏡所成實像的相同點和不同點。
答:相同點:三者所成實像都是倒立的。
不同點:①成像原理不同:平面鏡成實像的原理是光的反射,凸透鏡成實像的原理是光的折射;②平面鏡所成的實像與物體左右相反;凸透鏡所成的實像與物體左右相同;③成像位置不同:平面鏡所成實像與物體分別坐落鏡面的一側,而凸透鏡所成實像與物體坐落凸透鏡同側;④大小不同:平面鏡所成實像與物體等大,凸透鏡所成實像比物體大。
【例釋】在做凸透鏡成像的實驗中發覺,當物距u=5cm時,光屏上不能得到像,當物距u=8cm時,光屏上能得到倒立的像,試剖析該凸透鏡的焦距范圍(取整數值)以及兩次實驗的成像特性。
由題意知,當“當物距u=5cm時,光屏上不能得到像”,可知此透鏡的焦距小于或等于5cm;“當物距u=8cm時,光屏上能得到倒立的像”,可知物體放到了透鏡的一倍焦距以外:u可能小于2f,成倒立縮小的虛像,也可能小于f大于2f,成倒立放大的虛像。
當u=8cm>2f時,這么f<4cm,這樣與題中“當物距u=5cm時,光屏上不能得到像”的說法矛盾,所以“當物距u=8cm時,光屏上能得到倒立的像”,這個像是倒立放大的虛像,即2f>u=8cm>f,則此透鏡的焦距大于8cm。綜上,由兩種成像性質可得:8cm>f≥5cm。(感謝您的本次閱讀,敬請繼續關注作者“觀海松說教育”。倘若您有更好建議,敬請評論分享。)