|
初中阶段的光学知识总体来说是三类：光的直线传播，如影子的形成；光的反射，如平面镜成像；光的折射，如凸透镜成像。这三类光学知识尤以光的折射知识在考试中出现的最为频繁，而凸透镜成像就是其中的重中之重了，另外还有很多同学觉得凸透镜成像也是一个难点。 邯郸阳光学校物理老师通过对一些经典例题的分析，对凸透镜成像的知识做一个全面的总结和归纳，希望能给同学们在今后的考试遇到这类知识的题有所帮助。 知识点总结 在分析凸透镜成像的考点之前，我们必须熟练凸透镜成像的特点，因为它们才是真正做题的基础。这些特点我们都是通过实验得出的： ①物体到凸透镜距离（物距）大于2倍焦距时（或说2倍焦距以外），能成倒立的缩小的实像。 ②物体到凸透镜距离大于焦距而小于2倍焦距时（2倍焦距和焦距之间），能成倒立的放大的实像。 ③物体到凸透镜距离小于焦距时（焦距以内），能成正立的放大的虚像 其实我们在实验中还能得出这些结论： ④成实像时，像和物在凸透镜两侧；成虚像时，像和物在凸透镜同侧 ⑤当物距大于2倍焦距时，像到凸透镜的距离（像距）在2倍焦距和焦距之间；当物距在2倍焦距和焦距之间时，像距在2倍焦距以外。 ⑥做实验时，如果用纸挡住凸透镜的一部分，光屏上的像仍然是完整的，只不过像变暗了些。 另外，从凸透镜成像特点①②③中还可进一步分析得出这样的结论，焦距以内成虚像，焦距以外成实像；2倍焦距以内成放大的像，2倍焦距以外成缩小的像；简单地说成： ⑦一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 根据2倍焦距分大小这样一个结论，我们又可以推出：成实像时，当物体离凸透镜越近，像就会越大，像距就会越大；当物体离凸透镜越远，像就会越小，像距就会越小。为了便于记忆，我们可以简单地记成： ⑧实像像大像距大物距小，像小像距小物距大。 找到凸透镜成像的这八个规律之后，不管出现什么样的题型，我们都能轻松应对，不信？我们举例来说明吧。 例题区 例1 凸透镜焦距f等于15cm，当把物体放在主光轴上距光心31cm时，所成的像一定是（ ） A．缩小倒立的实像 B．放大倒立的虚像 C．缩小正立的实像 D．放大正立的虚像 分析：这是直接套用知识点的题型，物距31cm，大于2倍焦距，成倒立缩小的实像，答案为A 例2 做凸透镜成像实验，当蜡烛距透镜15cm时，在光屏上成放大的像，当蜡烛距透镜18cm时，所成的像（ ） A．一定成放大的实像 B．一定成缩小的实像 C．可能成缩小的实像 D．可能成放大的虚像 分析：物距是15cm时在光屏上成放大的像，说明15cm是在2倍焦距和焦距之间，我们把它写成f 例3 在做“凸透镜成像”时，若将蜡烛放在离凸透镜15cm的地方，在距透镜30cm的光屏上能得到一个清晰的像，此像是________，__________的实像。 分析：在这里我们知道了物距和像距，根据总结出的知识点⑤，物体在2倍焦距以外时，像在2倍焦距和焦距之间；物体在2倍焦距和焦距之间时，像在2倍焦距以外。15cm小于30cm，15cm应该是2倍焦距和焦距之间，30cm应该在2倍焦距以外，所以成倒立放大的实像。 这种类型的题目在考试中还比较多，但都是可以用我们总结归纳出的知识来解决。根据凸透镜成像特点，我们发明了很多诸如照相机之类的光学元件。 照相机就是利用凸透镜成倒立缩小的实像的特点，那么被拍照的景物就应该在照相机镜头的2倍焦距以外。 幻灯机、投影仪，利用凸透镜成倒立放大的实像的特点，这时幻灯片，胶片就要放在2倍焦距和焦距之间，又因为此时所成的像是倒立的，所以为了看到正立的像，幻灯片就要倒放在幻灯架上。 放大镜，利用凸透镜成放大的虚像的特点，这时被观测的物体必须放在焦距以内。 结合凸透镜成像的特点，对这些光学元件的考察在中考中也是经常出现的。 例4 用照相机照相时，物体在胶卷上形成（ ） A．缩小的倒立的实像 B．放大的正立的实像 C．缩小的正立的实像 D．缩小的倒立的实像 分析：这种题相对简单，照相机就是成倒立的缩小的实像，答案选D 例5 把凸透镜正对太阳光，可在距凸透镜10 cm处得到一个最小最亮的光斑。若用此透镜来观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（ ） A．大于10 cm B．小于10cm C．大于20cm D．在10cm和20cm之间 分析：凸透镜正对太阳光，在10cm远处得到一个最小最亮的光斑，说明些透镜的焦距为10cm。用它来观察较小的物体，就是说把它当成放大镜使用，放大镜的成像特点是，物体在凸透镜焦距以内成正立放大的虚像，所以答案是B。 对于这种直接套用凸透镜成像原理对这些元件考察的，我们不再举例分析，还有一些稍微复杂的，需要我们结合我们所归纳出的知识来推理。 例6 班里组织春游，一位同学拿着相机为另一位同学拍照时，由于疏忽，镜头盖恰好遮挡了相机镜头的一半，那么这张照片洗出来后（ ） A．照片上没有景物 B．照片上的景物只有一半 C．照片上的景物半明半暗 D．照片的全部景物都比正常拍摄的暗些 分析：根据知识点⑥，我们知道，挡住进入镜头的部分光后，会使像变暗一些，因此答案为D。 还有更复杂的一些题型，如： 例7 放映幻灯片的时候，银幕上的像太小，想让像变大些，可以采取的办法是（ ） A．将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片远离镜头 B．将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片远离镜头 C．将幻灯机移近银幕，同时使幻灯片移近镜头 D．将幻灯机远离银幕，同时使幻灯片移近镜头 分析：做这道题时首先要明确：银幕到幻灯机镜头的距离是像距，幻灯片到镜头的距离是物距。当像有些小而想使像变大一些，根据我们推出的知识点⑧：像大像距大，物距小，可知，要使像变大一点，要减小物距而增大像距。幻灯片靠近镜头而幻灯机远离银幕，答案选D。 在这里对知识点⑧一定要很熟练，如果知识点都不熟练，就谈不上去分析了。我们再举一例来对这一知识点加以理解吧。 例8 用镜头焦距不变的照相机给同学拍照，底片上成一清晰的全身像，若要改拍半身像，则应该（ ） A．照相机靠近该同学，镜头向前调节 B．照相机远离该同学，镜头向后调节 C．照相机远离该同学，镜头向前调节 D．照相机靠近该同学，镜头向后调节 分析：先拍的是全身像，又拍了半身像，同样大的底片上，半身像相对于全身像来说，像是变大了，根据知识点⑧：像变大时像距变大，镜头向前调节，远离底片。物距变小，照相机靠近该同学。所以答案应是A |