凸透鏡成像規律的探究

提出問題

通過凸透鏡由遠及近地觀察物體，有時看到物體是正立的，有時是倒立的；有時是放大的，有時又是縮小的.那么凸透鏡成放大的像、成縮小的像、成正立的像或成倒立的像與什么因素有關呢？

進行猜想

當凸透鏡的焦距確定時：（１）可能與物體到凸透鏡的距離有關；（２）可能與光屏到凸透鏡的距離有關.

設計實驗

（１）選擇實驗器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座、火柴.

（２）進行實驗：①利用平行光聚焦法，用小手電筒代替平行光源，測定凸透鏡的焦距 ｆ＝__________ｃｍ.

②按右圖所示，將蠟燭、凸透鏡、光屏依次擺放在光具座上.

③調整蠟燭、凸透鏡、光屏，使它們的中心大致在同一高度.

④把蠟燭放在較遠處，使物距ｕ＞２ｆ.點燃蠟燭，移動光屏，使燭焰在光屏上成清晰的實像.觀察實像的大小和正倒，測出物距ｕ和像距ｖ，記錄在下表中.

⑤把蠟燭向凸透鏡移近，重復以上操作，進行觀察和測量，將數據記錄在下表中.

⑥繼續移近蠟燭，使物距ｕ＜ｆ，仔細觀察，在光屏上還能得到蠟燭的像嗎？怎樣才能觀察到蠟燭的像？是虛像還是實像？像的大小、正倒是什么情況？測出物距，估測出像距，把數據和觀察結果填入下表中.

總結結論

猜想（１）正確.當凸透鏡的ｆ確定時：（１）當 ｕ＞２ｆ 時，成倒立、縮小的實像，像物異側，且 ｆ＜ｖ＜２ｆ；（２）當 ｕ＝２ｆ 時，成倒立、等大的實像，像物異側，且 ｖ＝２ｆ；（３）當 ｆ＜ｕ＜２ｆ 時，成倒立、放大的實像， 像物異側，且ｖ＞２ｆ；（４）當 ｕ＝ｆ時，不成像；（５）當 ｕ＜ｆ時，成正立、放大的虛像，像物同側.

輔導老師點評

（１）成像規律識記方法：物近像遠像變大， １倍焦距分虛實， ２倍焦距分大小， 實像總是倒立的．

（２）當ｕ＞２ｆ 時，如果在光具座上前后無論怎么調節光屏，總是得不到像，原因可能是：①光屏的中心、透鏡的中心和燭焰三者不在同一高度上；②選擇透鏡的焦距過大，所成的像會在光具座外，解決的辦法是光具座的長度大于所選用的凸透鏡的焦距的４倍即可.

責任編輯程哲

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