巧用圖解法分析凸透鏡成像問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
  在初二物理凸透鏡成像這一節(jié)中,凸透鏡能成各種各樣的像,有些同學(xué)就會產(chǎn)生困惑,這些像是怎樣產(chǎn)生的?它們的產(chǎn)生跟那些因素有關(guān)以及如何判斷所成像的性質(zhì)?我們通過作圖法就能很快的解決這個問題。
  
  我們透過同一個凸透鏡觀察同一個物體,當(dāng)物距發(fā)生改變時,就會得到不同的像,即凸透鏡成像與物距有關(guān)。
  
  凸透鏡成放大的像,縮小的像或等大的像跟物距有什么關(guān)系呢?首先,我們利用蠟燭、凸透鏡、光屏等器材,通過不斷調(diào)節(jié)其相對位置,在光屏上接收到一次放大的像,一次縮小的像和一次等大的像,并把此時的物距記錄下來。如圖,我們以二倍焦距為分界點,把物距分為二段。

  
  從圖可知:2f是放大和縮小的像的分界點,物距大于2f時成縮小的像;物距等于2f時成等大的像;物距小于2f時成放大的像(除去物距=f時不成像)。
  
  然后,我們又來探究凸透鏡成虛實像(或正倒立像)時與物距的關(guān)系,不斷調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置,在光屏上接收到一次正立的像,一次倒立的像和一個與凸透鏡大小相等的圓形光斑,并把此時的物距記錄下來。如圖,我們以一倍焦距為分界點,把物距分為二段。

  
  從圖可知:f是正立像和倒立像的分界點,物距大于f時成倒立的像;物距等于f時不成像;物距小于f時成正立的像。
  
  在凸透鏡成像中,凡是正立的像是虛像,凡是倒立的像是實像。所以,f也是虛像和實像的分界點,物距大于f時是實像;物距等于f時不成像;物距小于f時是虛像。
  
  最后,我們來探究凸透鏡所起作用與物距的關(guān)系,不斷調(diào)節(jié)蠟燭、凸透鏡、光屏的位置。如圖所示,分別以二倍焦距和二倍焦距為分界點,把物距分為三段。

  
  我們知道,當(dāng)物距發(fā)生變化時,凸透鏡所起的作用也發(fā)生變化。在初中階段,我們只要求學(xué)生掌握照相機、投影儀(幻燈機)、放大鏡成像的原理。
  
  如圖,2f是投影儀(幻燈機)和照相機的分界點,物距大于2f時,凸透鏡起照相機的作用;物距小于2f而大于f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用。
  
  f是投影儀(幻燈機)和放大鏡的分界點,物距大于f而小于2f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用;物距小于f時,凸透鏡起放大鏡的作用。
  
  把以上三個圖綜合起來,則如圖:

  
  因此,我們應(yīng)用交并集概念可得出結(jié)論:
  
  當(dāng)物距>2f時,凸透鏡起照相機的作用,成倒立縮小的實像;當(dāng)2f>物距>f時,凸透鏡起投影儀(幻燈機)的作用,成倒立放大的實像;當(dāng)物距<f時,凸透鏡起放大鏡的作用,成正立放大的虛像。

 

相關(guān)信息:
球面鏡成像


本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaozhong/281196.html

相關(guān)閱讀:高中物理實驗誤差和有效數(shù)字問題學(xué)習(xí)和例解分析