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【物理素材】神奇的透镜【卅一】

2014-12-25 06:05:01| 分类：物理教学素材 | 标签： |举报 |字号大中小订阅

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【物理素材】神奇的透镜【卅一】

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【物理素材】神奇的透镜【卅一】

辨别凸透镜和凹透镜的方法
山东省高唐县琉寺中学　李洪生

凸透镜和凹透镜的辨别方法可以概括为：“一摸二看三照”。

一摸是指从透镜的形状特点辨别：通过比较透镜中间和边缘的厚薄加以辨别，中间厚边缘薄的是凸透镜；中间薄边缘厚的是凹透镜。

二看是指从透镜的成像特点辨别：凸透镜能使物体成放大的像，凹透镜只能使物体成缩小的像。通过透镜去观察近处物体，看它是成正立、放大的像，还是正立、缩小的像，从而加以辨别。如将透镜放到书上，透过透镜看到书上的字变小的是凹透镜，字变大的是凸透镜。

三照是指从透镜对光线的作用辨别：凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用，看它能否使平行光会聚在一点加以辨别.如把透镜正对着太阳光，上下移动能在地面上出现最小最亮的光斑是凸透镜；同样的操作在地面上出现暗圈的是凹透镜。

凸透镜成像实验师生问答
山东省高唐县琉寺中学　李洪生

生：为什么实验前要调整蜡烛的火焰中心、凸透镜中心、光屏中心大致在同一高度上？

师：因为做实验时以火焰为物体，所以点燃蜡烛后以火焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度，让火焰的像成在光屏的中央。如果火焰偏下，像则偏在光屏的上方，如果火焰中心偏上，像则偏在光屏下方，甚至不能成在光屏上。

生：为什么用蜡烛作为物体来探究凸透镜成像规律？用别的物体不行吗？

师：因为点燃的蜡烛是发光体，透过凸透镜的光线比较多且强，在光屏上所成的火焰的像清晰、明亮；也可以用发光的小灯泡来代替蜡烛做这个实验，但操作起来不方便。而不发光的物体难以在光屏上得到清晰可见的像。

生：在探究凸透镜成像实验过程中，随着蜡烛的不断燃烧，光屏上烛焰的像向哪方移动？要使像在光屏中央，光屏怎么移动？

师：随着蜡烛的不断燃烧，烛焰向下移.由于凸透镜成实像是倒立的，物体向下移，光屏上的像要向上移，因此将光屏向上移，像成在光屏中央。

生：在实验中若光屏上已经出现一清晰的像，这时将烛焰向远离凸透镜的方向移动一小段距离时，为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向哪方移？

师：凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小，因此为了在光屏上再成清晰的像，光屏应向靠近凸透镜方向移动适当的距离。

生：点燃蜡烛后，无论怎样移动光屏和蜡烛，光屏上始终没有出现蜡烛火焰的像，你认为产生这种现象的原因可能是什么？

师：原因可能是：①烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心三者不在同一水平高度上； ②蜡烛放在焦点上；③蜡烛放在了凸透镜焦点以内； ④光具座的长度小于凸透镜4倍焦距； ⑤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； ⑥凸透镜固定的位置不当。

生：焦距一定的凸透镜，当蜡烛的火焰在焦点以外即u>f但靠近焦点时，移动光屏怎么也得不到像，为什么？

师：因为我们实验室用的光具座长度大约一米左右，做实验时透镜又多在光具座中间部分，当烛焰靠近焦点时，成的像较大，像距又较长，超出光具座的长度，所以光屏怎样移动也得不到清晰的像。但是一定能成一个倒立、放大的实像。

生：焦距一定的凸透镜，在二倍焦距（2f）以外较远的地方逐渐向焦距（f）靠近时，像如何变化？像距如何变化？

师：点燃的蜡烛从大于二倍焦距（2f）较远的地方逐渐向2f移近时，它所成的像会逐渐增大但始终像比物体(火焰)小，这个过程物距（u）较大的变化，像距（v）变化较小。当烛焰移过二倍焦距(2f)，即处在f<u<2f位置中，将成倒立、放大的实像；随着烛焰向焦点靠近，它所成的像会逐渐变大。

生：做凸透镜成像实验时，用不透明的物体挡住透镜的上半部或下半部，在光屏上还能得到像吗？

师：只要烛焰放在大于焦距的位置（u>f）,调节光屏的位置，仍然能在光屏上能出现完整的像，所不同的是所得到的像较暗清晰程度差。

生：光屏上得到的像都是倒立的吗？都是实像吗？

师：光屏上得到的像都是倒立的，并且都是实像。火焰的光经凸透镜折射后，折射光线会聚而成在光屏上，所以是实像；而放大镜所成的虚像则是折射光线的反向延长线所形成的，所以是虚像。

生：在实验中发现光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，你认为造成这种现象的原因是什么？

师：烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一水平高度上。为了使烛焰的像清晰地成在光屏的中央，应把蜡烛向上调，或将凸透镜向下移动，或将光屏往上调；若在实验中发现光屏上所成的像偏左偏上，为了使烛焰的像能成在光屏中央，应向上向左调烛焰的位置。实验过程由于蜡烛的燃烧而不断缩短，导致光屏上的像向上方移动。要使像继续成在光屏中央，可将凸透镜适当向下调节或将光屏向上移动。

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