测凸透镜焦距的几种方法VIP专享VIP免费

测凸透镜焦距的几种方法南师附中树人学校汤金波凸透镜的成像性质较为丰富，在生活中相当常见。课标对凸透镜的要求是：认识凸透镜的会聚作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用，要求较高。无论是会聚作用，还是成像规律，都跟凸透镜的焦距有关。并且不同的凸透镜焦距一般不同，同一个凸透镜，焦距一般不变，焦距是凸透镜本身的性质。所以，测量凸透镜的焦距就是一个学习重点。基本知识：凸透镜的几个术语：（1）光心（O）：凸透镜的中心（2）主光轴：通过广心且垂直于透镜表面的直线称为主光轴（3）焦点（F）：凸透镜能使平行于主光轴的光会聚于一点，这个点叫作焦点（4）焦距（f）：焦点到光心的距离叫作焦距基本技能：1.根据焦点、焦距定义，利用太阳光测焦距例1如图所示是探究“凸透镜成像规律”的实验装置：让凸透镜正对着太阳，得到图甲所示的光路图，可知凸透镜对光线有作用，其焦距为cm。解析因为凸透镜对光线有会聚作用，所以，将凸透镜正对着太阳光，在背后放一张白纸（光屏），调整光屏的位置，直到白纸上会出现一个最亮、最小的光斑，测出凸透镜到白纸上光斑的距离，即为焦距。利用刻度尺测量长度时，为了让结果更精确，需要估读。答案会聚11.00cm2.根据成像特点，利用较远处物体成像，粗略得出焦距例2如果不利用太阳，利用远处的物体成像，也可以粗略得出焦距。当u?10f时，物体所成像的位置近似在焦点处，像距近似等于焦距3.根据成像规律u=2f时成倒立等大实像，利用光具座测量例3某同学用蜡烛、凸透镜和光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示．实验过程中，当烛焰距凸透镜20cm时，移动光屏至某一位置，能在光屏上得到一个等大清晰的像，则该凸透镜的焦距是cm．解析根据成像规律，实验中既然观察到光屏上出现等大清晰的像，可以得出u=2f，由题可知u=20cm，所以f=10cm.提示：为了更准确地判断出等大清晰的像，实验中光源应用规则排列的发光二极管，光屏用同样的规则排列的方格。答案10cm4.根据光路可逆，利用光具座测量焦距例4如图实验中，如果左右移动光屏，发现光屏上总是有一个圆形光斑，并且光斑的大小不变，则可以得出结论。解析左右移动光屏时，光屏上只有一个圆形光斑，并且光斑的大小不变，说明经过凸透镜传播到光屏上的光是平行光，只有光源在焦点处时，光源发出的光经过凸透镜，才能形成平行光，原理是光路可逆。所以，此时，光源到凸透镜的距离就是焦距。答案凸透镜的焦距为15cm基本方法：图像法在探究凸透镜成像规律的实验中，需要收集数据，通过数据或由数据绘制成的图像，可以收集信息，得到凸透镜焦距的大小。0102030405060708090100cm例5某班同学在“探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜的距离v跟物体到凸透镜的距离u之间关系的图像，如图所示，下列判断正确的是A．该凸透镜的焦距是16cmB．当u=12cm时，在光屏上能得到一个缩小的像C．当u=20cm时成放大的像．投影仪就是根据这一原理制成的D．把物体从距凸透镜12cm处移动到24cm处的过程中，像逐渐变小解析图像题的关键是从图像中收集有效信息解决问题。根据凸透镜成像规律，当物距u=v时，凸透镜成倒立等大实像，此时u=2f，由图像可知：当u=16cm时，存在u=v，则此时u=2f，即f=8cm。答案D例6小明有光具座上探究凸透镜成像的规律。他将点燃的蜡烛、凸透镜、分别固定在光具座上，再移动光屏，可在光屏上得到一个清晰的蜡烛的像，各元件位置如图所示。则所用凸透镜的焦距可能为A．9cmB．12cmC．15cmD．18cm解析光屏上出现像时，可以根据物距和像距的大小关系判断像是放大还是缩小，因为物距大于像距，所以，成缩小的像，可以得出结论：u﹥2f，根据图像可以读出物距是30cm，所以f﹤15cm，同时，像距f〈v〈2f，根据图像可读出像距是20cm，得到,10cm〈f〈15cm。答案B0cm501009080706040302010学即用，练一练：（2015宜宾）小雷对凸透镜焦距与制成凸透镜的材料种类、凸透镜凸起程度的关系进行了探究实验：（1）他第一次测量焦距的实验如图甲所示，则测得的焦距为＿＿＿＿＿＿＿cm。（2）由1、2次的实验可得出的结论是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿...