透镜与物态 粤教版初三习题.doc

探究凸透镜成像规律 三个距离 焦距（f）：凸透镜焦点到光心的距离； 物距（u）：景物到凸透镜光心的距离； 像距（v）：光屏所成的像到凸透镜光心的距离； 二、实验所需器材 光具座、标尺、蜡烛、凸透镜、光屏、火源。 实验 将蜡烛、凸透镜、光屏放在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。 当u＞2f(物距大于二倍焦距)成：缩小、倒立、实像；（像与物分居凸透镜两侧） 当u=2f(物距等于二倍焦距)成：等大、倒立、实像；（像与物分居凸透镜两侧） 当f＜u＜2f(物距大于一倍焦距小于二倍焦距)成：放大、倒立、实像；（像与物分居凸透镜两侧） 当u=f（物距等于焦距）不能成像； 当u＜f（物距小于焦距）成:放大、正立、虚像。（像与物在同一侧） 简记：2倍焦距分大小，1倍焦距分虚实，物远像则大，物近像则远。 物距（u）和像距（v）的关系 当u＞2f时，f＜v＜2f； 当u=2f时，v=2f； 当f＜u＜2f时，v＞2f； 当u＜f时，v＞u。 简记：物远像近像变小，物近像远像变大。 凸透镜成像的应用及相关知识 u＞2f：眼睛、照相机 f＜u＜2f：投影仪（幻灯机） u＜f：放大镜 凸透镜成实像时，像、物上下、左右都相反。 凸透镜成像实验时，在光屏得不到像的原因 烛焰、凸透镜、光屏三者中心不再同一高度； u＜f时，成放大、倒立、虚像； u=f时，不能成像 一、凸透镜成像作图法 点光源发出的光线很多，但其中有三条特殊光 线经透镜后传播方向是已知的。 1、已知传播方向的三条光线 当发光点不在主光轴时，这三条光线分别是： (1)跟主光轴平行的光线，经过透镜后通过焦点； (2)通过焦点的光线，经过透镜后跟主光轴平行； (3)通过光心的光线，经透镜后方向不变。 实际作图时应用这三条光线中的任意两条，就可以求出发光点S的像点S′。物体上每一点的像合起来，就是物体的像。作图时，通常只要作出物体上两个端点的像就行了。 2、作图步骤 （1）根据已知的f、p数据选定比例尺，画主光轴、透镜，标明光心O。标出焦点F、2F点，画出表示物体的线段；（2）选物体上两端点，每点选两条已知传播方向的光线，求出像点；（3）连结像点即得像。 例 已知凸透镜的焦距f =0.45m，物体距透镜的距离p=1.80m，画出物体经凸透镜所成像的成像光路图，并说明像的性质。 选定比例尺为1：30，即1cm代表0.3m（图中p画6cm，f画1.5 cm），按作图步骤作图，注意：一般为了使问题简化，常用一带箭头的线段表示物体AB，并使AB与主轴垂直，B点在主轴上。因为若AB垂直于主轴，则A′B′也垂直于主轴。 在求得A点像点A′后，过A′点作主轴的垂线，和主轴相交B′点，B′点即为B点的像点。 由图可知，当物体置于凸透镜2倍焦距以外(p2f)时，物体在透镜的另一侧形成一个倒立、缩小的实像，像距大于焦距而小于2倍焦距(f p′2f)，从图中测得p′为2 cm，根据比例换算出p′为0.6m。 像的性质：当p2f时，像为倒立、缩小的实像（与实验结果完全一致）。 学生随堂练习题（每题由一人在黑板上画图，其他学生在练习本上画图）： 1、已知凸透镜的的焦距f =0.8m，物体距透镜的距离p=1.2m，画出物体经凸透镜所成像的成像光路图，并说明像的性质。 2、已知凸透镜的的焦距f =0.8m，物体距透镜的距离p=0.4m，画出物体经凸透镜所成像的成像光路图，并说明像的性质。 当物体位于2倍焦距以内、1倍焦距以外(fp2f)时，物体在透镜另一侧形成一倒立、放大的实像，像距大于2倍焦距(p′2f)，如图1-21(b)所示。当物体位于焦点以内（p f）时，从点A发出的光线通过凸透镜后将发散，不能成实像，它们的反向延长线交于A′。A′不是折射光线的真正交点，所以A′是A的虚像。同样，B′也是B的虚像。可见，物距小于焦距(pf)时，沿折射光线反向看去，在凸透镜同侧看到一正立、放大的虚像[图1-21(c)]。 演示实验：用一根粉笔放在透镜的焦点内，让学生从另一侧看透镜，可看到与物同侧的，正立的，放大的虚像。 再把光屏分别放在透镜的两侧，让学生在光屏上观察粉笔的像。什么都看不到。进一步说明虚像不是实际光线汇聚而成的，在光屏上是接收不到的。 答案：像的性质：1、当2f pf时，像为倒立、放大的实像；2、当pf时，像为正立、放大的虚像。 二、凹透镜成像作图法 物体经凹透镜成像时，也有三条已知传播方向的光线： 1、已知传播方向的三条光线 当发光点不在主光轴时，这三条光线分别是（图1-20）： (1)跟主光轴平行的光线，经过凹透镜后，折射光线的反向延长线通过前焦点； (2)入射光线的延长线通过后焦点的光线，经过凹透镜后，折射光线跟主光轴平行； (3)通过光心的光线，经凹透镜后方向不变