初中物理专题讲义-凸透镜成像问题
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专题十凸透镜成像问题
透镜成像是中考主要内容,重点是凸透镜成像规律、作图和探究性实验。尤其是探究性问题,需要注意以下问题:
凸透镜成像规律的注意问题:如图所示。
物距u:物体到凸透镜的距离;像距v:像到凸透镜的距离;焦距f:焦点到凸透镜光心的距离。
1.凸透镜成像实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使烛焰的像成在光屏中央,便于观察。
2.若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。⑤凸透镜焦距太大。
3.口诀记忆:一倍焦距分虚实,二倍焦距定大小;像的大小像距定,像儿跟着物儿跑;实像总是两侧倒,物近像远像变大,物远像近像变小;虚像总是同侧正,物近像近像变小。
4成实像时,物上移,像下移;物左移,像右移。
5.用不透明的物体挡住透镜的一部分,光屏上的像是完整的,但是亮度变暗
6.成实像时,透镜不动,把蜡烛和光屏对调位置,不需调整,像的大小发生变化。
7.当v>u时成放大的像(倒立放大实像或正立放大虚像),当v
8.实像与虚像的区别:实像:是由实际光线会聚而成的;能在光屏上承接,也可以用眼睛直接观察;像和物位于凸透镜的两侧,且一定是倒立的。
虚像:由实际光线的反向延长线会聚而成的,不能在光屏上承接,只能用眼睛观察到。像和物位于凸透镜的同侧,且一定是正立的。
9.凸透镜成像原理:光的折射。
一、透镜成像作图
利用透镜三条主要光线作图。作图时要注意图中给出的是入射光线还是折射光线,具体要求是什么;无论要求是什么,都必须遵照折射规律和三条主要光线。
二、凸透镜成像规律
1.透镜成像遵循光的折射规律。
2.牢记凸透镜成像规律(见考前速记)。把像距、物距、焦距之间的关系和成像虚实结合起来。 三、透镜探究性实验
透镜探究性实验主要分为探究像距与物距关系、探究像的虚实与物距之间关系、探究像的大小与物距、像距之间的关系、探究物距位置对像的影响、探究物距变化对像的方向(正立、倒立)的影响等。
解答凸透镜探究性实验,只要大家弄清楚凸透镜成像规律,一般情况下不难解答。
一、透镜
1.透镜是用透明物质制成的表面为球面一部分的光学元件,透镜是根据光的折射现象制成的。
2.透镜与面镜区别:面镜利用光的反射现象成像,透镜利用光的折射现象成像;透镜成像遵循光的折射定律,面镜成像遵循光的反射定律。
3.透镜分类:透镜分为凸透镜和凹透镜。
(1)凸透镜:中间厚、边缘薄的透镜(远视镜镜片,照相机的镜头、投影仪的镜头、放大镜等)。 (2)凹透镜:中间薄、边缘厚的透镜(近视镜等)。 4.透镜光路基本概念:图(1)是透镜光路示意图。
(1)过透镜两个球面球心的直线叫主光轴(主轴),用“CC/”表示,透镜的几何中心叫光心,用“O ”表示。
C
C
O
F
F
C
C
O
F
F
a.凸透镜光路
b.凹透镜光路
图(1) 透镜光路示意图
(2)平行于凸透镜主光轴的光线经凸透镜折射后会聚于主光轴上一点,这点叫凸透镜焦点,用“F ”表示,如图(2)a 所示;平行于凹透镜主光轴的光线经凹透镜折射后发散,其反向延长线会交于一点,这是凹透镜的焦点(虚焦点),如图(2)b 所示。
a.凸透镜光路概念
b.凹透镜光路概念
图(2)透镜光路概念
(3)焦点到光心的距离焦距,焦距用“f ”表示,图(1)中就是“OF ”之间的距离。凸透镜和凹透镜都各有两个焦点,凸透镜的焦点是实焦点,凹透镜的焦点是虚焦点。
(4)物体到光心的距离叫物距,用“u ”表示。 (5)像到光心的距离叫像距,用“v ”表示。 二、透镜的三条特殊光线
1.过光心的光线,经透镜折射后传播方向不改变,如图(3)所示。
C
C
O
F
F
C
C
O
F
F
图(3)过光心的光线
2.平行于主光轴的光线,经凸透镜折射后经过另一侧焦点;经凹透镜折射后向外发散,但其反向延长线过同侧焦点,如图(4)所示。
C
C
O
F
F
C
C
O
F
F
图(4)平行于主轴的光线
3.经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴;射向异侧焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴,如图(5)所示。
C C O
F F C C
O
F
F
图(5)过焦点的光线
4.透镜的作用:凸透镜有会聚光线作用,所以凸透镜也叫会聚透镜;凹透镜有发散光线作用,所以凹透镜也叫发散透镜。
三、凸透镜成像规律
如图(6)是常见凸透镜成像规律光路图,见表(1)。
表(1)凸透镜成像规律表
成像条件物距(u )
成像的性质 像距(v ) 应用
u ﹥2f 倒立、缩小的实像 f ﹤v ﹤2f 照相机(图(6)a )
u=2f 倒立、等大的实像 v=2f 图(6)d f ﹤u ﹤2f 倒立、放大的实像
v ﹥2f 投影仪(图(6)b ) u=f 不成像 射出的是平行光线 0﹤u ﹤f
正立、放大的虚像
v ﹥f
放大镜(图(6)c )
a. u ﹥2f
b. f ﹤u ﹤2f