9验证凸透镜成像定律.doc

实验九　验证凸透镜成像规律 一、实验介绍 考纲要求：学会验证凸透镜成像的规律。知道实验目的、器材和装置，能恩局实验现象归纳出结论；能识别实像和虚像，能确认光屏上的像是否清晰，能读出物距和相距，并跟一倍焦距和两倍焦距作比较；会调节光源、凸透镜、光屏在光具座上的位置与高度；会正确进行实验操作，并得出凸透镜成像的初步规律。 实验要求： （一）验证凸透镜成像的静态规律 实验目的：验证凸透镜的成像规律 实验器材：凸透镜、发光物、光屏、光具座 实验步骤： 1．实验仪器的安装和调试 如图所示，把发光物、凸透镜(焦距已知)和光屏依次放置在光具座上，调整凸透镜和光屏的高度，使发光物的中心、透镜的中心、光屏的中心调节到等高。把透镜位置固定后，在两侧标出一倍焦距和两倍焦距的位置。 2．在光屏上找清晰的像。 固定凸透镜，把 发光物放在焦点外某一固定位置不动，将光屏在透镜的另一侧由靠近透镜处向远处缓慢移动，看到光屏上成像后，再将光屏前后微调，直至在光屏上显示十分清晰的像。移动光屏能否再找到清晰的像的位置？像距与物距是否一一对应？ 3．验证凸透镜成像规律 在光具座上固定好凸透镜，将发光物放在离凸透镜大于2f的某处，在凸透镜的另一侧移动光屏，直至在光屏上找到一个十分清晰的像。将像距范围、像的大小(与物比较)、像的倒正及虚实填入下表中的第一行。 将物逐渐移近透镜，按下表中给出的物距范围放置发光物，重复上述步骤，观察成像范围及性质的变化，并填入下表。 焦距 (厘米) 实验 次数 物距范围 像距范围 像的大小 (放大、缩小或等大) 像的 正、倒 像的性质 (虚、实) 1 u2 2 u＝2 3 fu2 4 u＝f 5 uf （二）进一步探究凸透镜成像的动态变化规律 用计算机课件演示，并用实验验证和表述当物体从很远处向凸透镜移近过程中，对应在不同位置处像的特征变化过程。在下表中填入像的(a)像距变化；(b)放大、缩小、等大；(c)实、虚；(d)变大、变小（指像本身的大小变化） 物 很远→2f 2f 2f→f f f→0 像 a 不能成像 b c d 应用 粗测凸透镜焦距的几种常用方法： 1．平行光会聚法 将凸透镜正对着太阳光(或一束平行光)，在透镜片的另一侧放一张白纸，改变凸透镜和白纸间的距离，直到在白纸上找到一个最小最亮的光斑，用刻度尺量出光斑到透镜的距离即为焦距。 2．点光源发散法 将一点光源放在凸透镜前主光轴上某一位置，调节该光源，直到在另一侧的光屏上看到一个与凸透镜直径相同的光斑，且移动光屏，光斑直径不变时，电光源到凸透镜的距离为凸透镜的焦距。 3．物像等大法 在光具座上依次放置蜡烛、凸透镜和光屏，并调整三者中心等高后，移动点燃的蜡烛到凸透镜的距离，直到光屏出现清晰的倒立的等大的烛焰像为止，则物距(或像距)的一半即为焦距。 实验中可能出现的问题 可能出现的现象 原因 点燃蜡烛后无论怎样移动光屏都找不到像 (1)烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，应调节凸透镜和光屏的高度，使之与烛焰的中心在同一高度上； (2)烛焰在焦点以内，成虚像，因此光屏上找不到像； (3)烛焰在焦点上，不成像； (4)烛焰虽在焦点以外，但可能离焦点很近，使所成的实像像距过大，在光具座的范围内找不到像。 光屏上烛焰的轮廓不清晰 光屏上得到的不是真正的像，应来回移动光屏，直到光屏上的像最清晰为止。 光屏上的像不完整 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度，应调节凸透镜和光屏的高度，使之与烛焰的中心在同一高度上。 如何分辨实像和虚像 　实像是物体发出的光经过光学器件直接或经反射、折射后会聚在光屏上形成的像。由于它是由实际光线到达光屏形成的，所以我们可以在光屏上看到所呈现的像，而且在一次成像时，实像一般是倒立的。(像的正立和倒立是相对物体而言的)。 　虚像是物体发出的光经过光学器件反射或折射后的发散光线，发散光线不能会聚在光屏上成像，而只能通过人眼的视觉作用看到像的存在，它呈现在发散光线反向延长线的交点处，这种现象不是实际光线会聚而成，所以不能呈现在光屏上。而且在一次成像时，虚像一般是正立的。 如果用不透明的物体遮盖住凸透镜的一部分时 　当光屏上成清晰的像时，如果用不透明的物体遮盖凸透镜的不同部分(未完全遮挡住，依旧可以有光线通过凸透镜)，在光屏上依旧可以成完整的像，但透镜被遮盖的部分越多，像就越暗。因此，成完整的像与透镜透光部分多少无关。 其他凸透镜成像规律： 1．凸透镜成的实像是上下颠倒，左右相反的；凸透镜成的虚像都是正立的，即物、像的左右相反，上下一致。 2．对于同一凸透镜成实像时，当物距大于像距(uv)时，成倒立缩小的实像；当物距小于像距(uv)时，成倒立放大的实像。 (对于同一凸透镜，当u|v|时，成放大的像。) 3．两次成像问题：同一凸透镜，当物像距离大于4倍焦距时，在光屏上可成两