“透鏡及其應(yīng)用”這章的內(nèi)容一直以來都是初中光學(xué)的重點和難點,而凸透鏡成像的規(guī)律正是本章學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容。陸老師和翟老師總結(jié)了以下有關(guān)凸透鏡成像的規(guī)律,供同學(xué)們參考.
凸透鏡成像靜態(tài)規(guī)律
凸透鏡成像情況與物體到凸透鏡的距離(物距)密切相關(guān),當(dāng)物體從遠處(大于2倍焦距)慢慢靠近凸透鏡時,分別成倒立、縮小的實像,倒立、等大的實像,倒立、放大的實像,正立、放大的虛像.物體在焦點上時.不成像.
規(guī)律1:凸透鏡成倒立、縮小的實像
物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距(u>2f)時,成倒立、縮小的實像,像距大于焦距、小于2倍焦距(f<v<2f),如下頁圖1所示,此時u>v,這一規(guī)律的典型應(yīng)用是照相機.
規(guī)律2:凸透鏡成倒立、等大的實像物體到凸透鏡的距離等于2倍焦距(u=2f)時,成倒立、等大的實像.像距等于2倍焦距(v=2f),如圖2所示,此時u=v,這一規(guī)律的典型應(yīng)用是測焦距.
規(guī)律3:凸透鏡成倒立、放大的實像
物體到凸透鏡的距離大于焦距、小于2倍焦距(f<u<2f)時,成倒立、放大的實像,像距大于2倍焦距(v>2f),如圖3所示.此時u<v,這一規(guī)律的典型應(yīng)用是投影儀.
規(guī)律4:凸透鏡成正立、放大的虛像物體到凸透鏡的距離小于焦距(u<f)時,成正立、放大的虛像,如圖4所示.此時u<v.這一規(guī)律的典型應(yīng)用是放大鏡.
例1 (2024·重慶)在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實驗中.蠟燭燃燒一段時間后,燭焰、凸透鏡和光屏的位置如圖5所示。此時在光屏上觀察到清晰的燭焰的像,要使像成在光屏中央,應(yīng)將蠟燭的支架向______調(diào)節(jié),在光屏上所成的像是倒立、______的實像,這與生活中______(填“眼睛”或“放大鏡”)的成像原理相同.
解析:由圖5可知,此時像落在光屏上方,將蠟燭的支架向上調(diào)節(jié),可以使像下移,重新在光屏中央成像:物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距(u>2f)時,成倒立、縮小的實像,像距大于焦距、小于2倍焦距(f<v<2f),這與生活中照相機和眼睛的成像原理相同.
答案:上 縮小 眼睛
凸透鏡成像動態(tài)規(guī)律
物體經(jīng)凸透鏡成實像時,像和物體位于凸透鏡兩側(cè),物體靠近凸透鏡,像遠離凸透鏡,所成的像變大.物體經(jīng)凸透鏡成虛像時,像和物體位于凸透鏡同側(cè),物體靠近凸透鏡,像也靠近凸透鏡,所成的像變?。覀冇梢陨蟿討B(tài)規(guī)律可以看出,無論是成實像,還是成虛像,只要物體向焦點靠近,成的像都變大.
例2 (2024·南充,有改動)如圖6所示,某同學(xué)用自制的水透鏡來探究凸透鏡成像的規(guī)律,當(dāng)向水透鏡里注水時,水透鏡的焦距變?。寒?dāng)從水透鏡里抽水時,水透鏡的焦距變大.
該同學(xué)取了一副眼鏡給圖6乙中的水透鏡“戴上”(“戴”前已成像清晰),發(fā)現(xiàn)光屏上的像變模糊了,當(dāng)向水透鏡中加入適量的水后,發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰,由此判斷該眼鏡是______(填“近視”或“遠視”)眼鏡.
解析:當(dāng)向水透鏡注入適量的水后,其對光線的會聚能力增強.發(fā)現(xiàn)燭焰的像再次變得清晰,說明之前給水透鏡“戴上”的是對光具有發(fā)散作用的凹透鏡,即該眼鏡是近視眼鏡.
答案:近視
中學(xué)生數(shù)理化·八年級物理人教版2024年11期