测凸透镜焦距的几种方法
7页1、测凸透镜焦距的几种方法南师附中树人学校 汤金波凸透镜的成像性质较为丰富,在生活中相当常见。课标对凸透镜的要求是:认 识凸透镜的会聚作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用, 要求较高。无论是会聚作用,还是成像规律,都跟凸透镜的焦距有关。并且不同的 凸透镜焦距一般不同,同一个凸透镜,焦距一般不变,焦距是凸透镜本身的性质。 所以,测量凸透镜的焦距就是一个学习重点。基本知识:凸透镜的几个术语:(1)光心(0):凸透镜的中心(2)主光轴:通过广心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴(3)焦点(F):凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点,这个点叫作焦点.(4)焦距(f):焦点到光心的距离叫作焦距基本技能:1. 根据焦点、焦距定义,利用太阳光测焦距例1如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置:让凸透镜正对着太阳,得到图甲所示的光路图,可知凸透镜对光线有作用,其焦距为cm。解析因为凸透镜对光线有会聚作用,所以,将凸透镜正对着太阳光,在背后 放一张白纸(光屏),调整光屏的位置,直到白纸上会出现一个最亮、最小的光斑, 测出凸透镜到白纸上光斑的距离,即为焦距。利用刻度尺测量长度时,为了让结
2、果 更精确,需要估读。答案会聚 11.00cm2. 根据成像特点,利用较远处物体成像,粗略得出焦距十、例2如果不利用太阳,利用远处的物体成像,也可以粗略:g 得出焦距。当u10f时,物体所成像的位置近似在焦点处,像距近似等于 焦距3. 根据成像规律u=2f时成倒立等大实像,利用光具座测量 例3某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验,装置如 图所示实验过程中,当烛焰距凸透镜 20cm 时,移动光屏至某一位置,能在光屏上得 到一个等大清晰的像,则该凸透镜的焦距是1 II1111111|Il 1 | IliY11111111111| 1111 II 11 II 1| Il 1111ii111111 卩 111111| | | ilTi 11 卩 111111111| 1111Ccm解析 根据成像规律,实验中既然观察到光屏上出现等大清晰的像,可以得出u=2f,由题可知u=20cm,所以f=10cm.提示:为了更准确地判断出等大清晰的像,实验中光源应用规则排列的发光二极管,光屏用同样的规则排列的方格。答案 10cm4. 根据光路可逆,利用光具座测量焦距 例4如图实验中,如果左右
3、移动光屏,发现光屏上总是有一个圆形光斑,并且光斑 的 大 小 不 变 , 则 可 以 得 出 结 论。解析左右移动光屏时,光屏上只有一个圆形光斑,并且光斑的大小不变,说明经过凸透镜传播到光屏上的光是平行光,只有光源在焦点处时,光源发出的光经 过凸透镜,才能形成平行光,原理是光路可逆。所以,此时,光源到凸透镜的距离 就是焦距。答案 凸透镜的焦距为15cm基本方法:图像法在探究凸透镜成像规律的实验中,需要收集数据,通过数据或由数据绘制成的 图像,可以收集信息,得到凸透镜焦距的大小。例5某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中,记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像,如图所示,下列判断正确的是A. 该凸透镜的焦距是16cmB. 当u=12cm时,在光屏上能得到一个缩小的像C. 当u=20cm时成放大的像投影仪就是根据这一原理制成的D. 把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中,像逐渐变小解析 图像题的关键是从图像中收集有效信息解决问题。根据凸透镜成像规律,当物距u=v时,凸透镜成倒立等大实像,此时u=2f,由图像可知:当u=16 cm 时,存在u二v,则
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