“生活中的透鏡”和“凸透鏡成像的規(guī)律”

1、“生活中的透鏡和“凸透鏡成像的規(guī)律生活中的透鏡小孔中發(fā)生光的直線傳播 ,能成像；平面鏡上發(fā)生光的反射 ,能成像。凸透鏡上發(fā)生光的折射 ,你會因此提出問題嗎？你會提出？凸透鏡也能成像嗎？手持一個凸透鏡 ,在白墻與窗戶間移動離窗戶遠離墻近些 ,會看到在墻上出現(xiàn)了明亮的窗戶窗戶的像。很明顯 ,像比窗戶小 ,是縮小的像。這時 ,凸透鏡其實就是照相機的鏡頭。假設(shè)窗戶開一扇關(guān)一扇 ,還會看到像與物上下顛倒、東西顛倒窗戶面向南方 ,就是說 ,像是倒立的像。手持這個凸透鏡 ,繼續(xù)在白墻與窗戶間移動離窗戶近離墻遠些 ,會看到在墻上沒出現(xiàn)明亮的窗戶。那么 ,墻上有窗戶的像嗎？用一個電池用久了的手電筒照射白墻離墻近

2、些 ,墻上出現(xiàn)了光斑；用這個電池用久了的手電筒照射白墻離墻遠些 ,墻上還看到光斑嗎？墻上有手電光照射嗎？顯然有 ,只是看不到。為什么看不到？亮度太小。換個使用新電池的手電筒就知道了。那么 ,是不是手持這個凸透鏡 ,在白墻與窗戶間移動離窗戶近離墻遠些 ,在墻上有窗戶的像 ,只是像的亮度太小才看不到？是不是 ,怎么判斷？換個亮的窗戶。干脆 ,弄個發(fā)光的窗框看看。為了簡單 ,取個強光燈代替窗戶透光處設(shè)置成圖案。結(jié)果讓人驚喜 ,真的在白墻上清晰地看到了強光燈上的圖案 ,而且 ,看到的圖案比燈上的圖案大 ,凸透鏡成了像 ,像是放大的、倒立的。這時 ,凸透鏡其實就是投影儀的鏡頭。用用投影儀 ,投影空心字母

3、F。手持這個凸透鏡 ,繼續(xù)在白墻與強光燈間移動離窗戶再近些離墻再遠些 ,會看到在墻上出現(xiàn)的強光燈上的圖案又消失了。不過 ,不要糾結(jié)。換個角度想想？別往墻上看 ,干脆透過鏡子看燈上的圖案。太刺眼？那就看書吧。可以看到放大的、正立的像。這時 ,凸透鏡其實就是一個放大鏡。這里是標準的玻璃凸透鏡 ,生活中還有些東西相當于凸透鏡。體溫計 ,大家都熟悉 ,玻璃管內(nèi)徑很小 ,可是我們能清楚地看到里面的水銀柱。原因是玻璃管做成了凸棱狀 ,相當于放大鏡。球形魚缸中的小魚 ,從外面水平去看 ,感覺大多了。魚缸中的水相當于水凸透鏡 ,充當了放大鏡。樹葉上露水珠下的葉脈看起來粗了 ,露水珠相當于放大鏡。那么 ,為什么

4、凸透鏡能成像呢？類比平面鏡 ,我們應(yīng)該看看光經(jīng)過凸透鏡前后的光路。用三條特殊的光線畫圖 ,畫出凸透鏡成像光路圖。可以發(fā)現(xiàn) ,凸透鏡既可成實像相應(yīng)地 ,可以理解：為什么自制模型照相機要讓鏡頭對著明亮的室外 ,半透膜在較暗的室內(nèi) ,也可成虛像。探究凸透鏡成像的規(guī)律前面大家道凸透鏡可以成像。凸透鏡離窗戶遠時 ,成的是窗戶的縮小的、倒立的實像；凸透鏡離窗戶較近時 ,成的是放大的、倒立的實像；凸透鏡離窗戶很近時 ,成的是放大的、正立的虛像。你是不是發(fā)現(xiàn)了什么？凸透鏡所成的像有大有小 ,有正有倒 ,有實有虛 ,像的大小、正倒、虛實好似跟物體到凸透鏡的距離有關(guān)。那么 ,你有問題嗎？像的大小、正倒、虛實跟物體

5、到凸透鏡的距離物距有什么關(guān)系？凸透鏡成像有什么規(guī)律？前面大家道凸透鏡可以成像 ,也知道了凸透鏡為什么能成像。觀察凸透鏡成像光路圖 ,注意到像由實到虛的變化 ,折射光由會聚光到發(fā)散光 ,大家會想平行光。那就會注意物體放在焦點的情形。那么 ,你是不是發(fā)現(xiàn)了什么？應(yīng)該物體不在焦點與凸透鏡之間時成倒立的實像 ,在焦點與凸透鏡之間時成正立的虛像。這也可表達為物體在焦點外成倒立的實像 ,在焦點內(nèi)成正立的虛像。或者表達為物距大于焦距時成倒立的實像 ,物距小于焦距時成正立的虛像。看來我們不僅要關(guān)心物距 ,也應(yīng)關(guān)心焦距或者說像的正倒、虛實還跟焦距有關(guān)。讓物距由大到小變化 ,注意到像由縮小到放大的變化 ,你會想？等大。對！等大 ,這一情況特殊 ,先看看特殊情況。這給我們一個直覺：這時物距好似是焦距的兩倍。為此 ,我們可以把物距分為幾類：大于2倍焦距 ,等于2倍焦距 ,小于2倍焦距且大于焦距 ,等于焦距 ,小于焦距。畫圖。讓物距由大到小變化 ,畫出兩三個成縮小實像、兩三個成放大實像、兩個成放大虛像的光路圖。依圖看 ,我們是不是可以猜測凸透鏡成像的規(guī)律？猜完了 ,我們應(yīng)該用實