摘要:初二物理凸透镜成像这一节比较难理解,但又非常重要,如何让学生又快又好的理解凸透镜成像问题,是摆在初中老师面前的一个重要科题。凸透镜能成各种各样的像,这些像是怎样产生的?它们的产生跟那些因素有关以及如何判断所成像的性质?利用图解法分析物距就能快速直观的解决此问题。
关键词:凸透镜成像 物距 焦距
在初二物理凸透镜成像这一节中,凸透镜能成各种各样的像,有些同学就会产生困惑,这些像是怎样产生的?它们的产生跟那些因素有关以及如何判断所成像的性质?我们通过作图法就能很快的解决这个问题。
我们透过同一个凸透镜观察同一个物体,当物距发生改变时,就会得到不同的像,即凸透镜成像与物距有关。
凸透镜成放大的像,缩小的像或等大的像跟物距有什么关系呢?首先,我们利用蜡烛、凸透镜、光屏等器材,通过不断调节其相对位置,在光屏上接收到一次放大的像,一次缩小的像和一次等大的像,并把此时的物距记录下来。如图,我们以二倍焦距为分界点,把物距分为二段。
从图可知:2f是放大和缩小的像的分界点,物距大于2f时成缩小的像;物距等于2f时成等大的像;物距小于2f时成放大的像(除去物距=f时不成像)。
然后,我们又来探究凸透镜成虚实像(或正倒立像)时与物距的关系,不断调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置,在光屏上接收到一次正立的像,一次倒立的像和一个与凸透镜大小相等的圆形光斑,并把此时的物距记录下来。如图,我们以一倍焦距为分界点,把物距分为二段。
从图可知:f是正立像和倒立像的分界点,物距大于f时成倒立的像;物距等于f时不成像;物距小于f时成正立的像。
在凸透镜成像中,凡是正立的像是虚像,凡是倒立的像是实像。所以,f也是虚像和实像的分界点,物距大于f时是实像;物距等于f时不成像;物距小于f时是虚像。
最后,我们来探究凸透镜所起作用与物距的关系,不断调节蜡烛、凸透镜、光屏的位置。如图所示,分别以二倍焦距和二倍焦距为分界点,把物距分为三段。
我们知道,当物距发生变化时,凸透镜所起的作用也发生变化。在初中阶段,我们只要求学生掌握照相机、投影仪(幻灯机)、放大镜成像的原理。
如图,2f是投影仪(幻灯机)和照相机的分界点,物距大于2f时,凸透镜起照相机的作用;物距小于2f而大于f时, 凸透镜起投影仪(幻灯机)的作用。
f是投影仪(幻灯机)和放大镜的分界点,物距大于f而小于2f时,凸透镜起投影仪(幻灯机)的作用;物距小于f时,凸透镜起放大镜的作用。
把以上三个图综合起来,则如图:
因此,我们应用交并集概念可得出结论:
当物距>2f时,凸透镜起照相机的作用,成倒立缩小的实像;当2f>物距>f时,凸透镜起投影仪(幻灯机)的作用,成倒立放大的实像;当物距<f时,凸透镜起放大镜的作用,成正立放大的虚像。
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