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我们在实验室里使用的透镜是玻璃做的,实际上,像水、水晶、透明塑料等等透明的物质都可以用来制作透镜。现在我们就一起来看看水做成的透镜有什么样的功能。
1 用水做透镜
例1 小华用铁丝绕成一个内径约4mm的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,形成一个“水透镜”。
(1)通过“水透镜”看到的字如图所示,此时“水透镜”是一个__________透镜,将这个“水透镜”再向字靠近一点,看到的像会_________(变大/变小)。
(2)小明猜想“水透镜”的焦距与水的质量有关,为此他用牙签在“水透镜”上轻轻取走一点水,再次观察,比较前后两次所成像的大小。观察时他应该注意控制“水透镜”到字的_________不变。
(3)小芳用另一个内径不同的圆环制作“水透镜”,看到了倒立、缩小的像,请针对这一现象,提出一个新的探究问题:_______。
分析:解决此题需要掌握以下内容:
(1)①凸透镜成像的三种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。u ②凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大。凸透镜成虚像时,物距减小,像距减小,像变小。
(2)凸透镜成像时,所成像的大小与物体到凸透镜的距离(即物距)有关,在探究“水透镜”的焦距与水的质量的关系时,应利用控制变量法进行。
(3)找到两次实验的不同之处,结合实验现象便可以提出新的实验探究问题。
解答:(1)从图可知,通过此透镜看到的是正立、放大的像,而凹透镜成正立、缩小的虚像,所以此透镜为凸透镜,并且是u 当“水透镜”再向字靠近一点,也就是物距在变小,而凸透镜成虚像时,物距减小,像距减小,像变小,所以看到的像会变小。
(2)因为凸透镜成像时,所成像的大小与物体到凸透镜的距离有关,所以在探究“水透镜”的焦距与水的质量的关系时,改变水的质量,比较前后两次所成像的大小,应该控制字到凸透镜的距离不变。
(3)第一次“水透镜”成正立、放大的虚像,而改变圆环的内径后,“水透镜”成倒立、缩小的像,所以新的探究问题可以为:水透镜成像性质与圆环内径之间有什么关系?
2 水透镜的威力
例2 雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝相当于一个凸透镜,此时为防止阳光灼伤蔬菜,菜农总是及时将积水除掉,这是因为凸透镜对阳光有___________作用;人眼看到物体,是因为物体在视网膜上形成了__________(填“正”或“倒”)立、缩小的__________(填“虚”或“实”)像。
分析:(1)解决此题要知道中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
(2)眼睛看物体时应用了凸透镜成像规律,u>2f时,得到倒立、缩小的实像。晶状体和玻璃体共同作用相当于凸透镜;视网膜相当于光屏。
解答:(1)雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成火灾;
(2)眼睛的晶状体和玻璃体共同作用相当于凸透镜实验中的凸透镜,视网膜相当于光屏。当u>2f时,视网膜上得到倒立、缩小的实像。
例3 为了防止森林火灾,在森林里是不允许随地丢弃透明的塑料瓶的。这是因为雨水进入塑料瓶后,它对光的作用相当于一个__________镜,对太阳光有__________的作用,可能会导致森林火灾。
解析:解决此题要知道中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
因为瓶中进入水之后,瓶中的水的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会引起树叶燃烧,造成火灾。
答:凸透 会聚
1 用水做透镜
例1 小华用铁丝绕成一个内径约4mm的圆环,将圆环在清水中浸一下后取出,形成一个“水透镜”。
(1)通过“水透镜”看到的字如图所示,此时“水透镜”是一个__________透镜,将这个“水透镜”再向字靠近一点,看到的像会_________(变大/变小)。
(2)小明猜想“水透镜”的焦距与水的质量有关,为此他用牙签在“水透镜”上轻轻取走一点水,再次观察,比较前后两次所成像的大小。观察时他应该注意控制“水透镜”到字的_________不变。
(3)小芳用另一个内径不同的圆环制作“水透镜”,看到了倒立、缩小的像,请针对这一现象,提出一个新的探究问题:_______。
分析:解决此题需要掌握以下内容:
(1)①凸透镜成像的三种情况和应用:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机和摄像机,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机和投影仪。u
(2)凸透镜成像时,所成像的大小与物体到凸透镜的距离(即物距)有关,在探究“水透镜”的焦距与水的质量的关系时,应利用控制变量法进行。
(3)找到两次实验的不同之处,结合实验现象便可以提出新的实验探究问题。
解答:(1)从图可知,通过此透镜看到的是正立、放大的像,而凹透镜成正立、缩小的虚像,所以此透镜为凸透镜,并且是u
(2)因为凸透镜成像时,所成像的大小与物体到凸透镜的距离有关,所以在探究“水透镜”的焦距与水的质量的关系时,改变水的质量,比较前后两次所成像的大小,应该控制字到凸透镜的距离不变。
(3)第一次“水透镜”成正立、放大的虚像,而改变圆环的内径后,“水透镜”成倒立、缩小的像,所以新的探究问题可以为:水透镜成像性质与圆环内径之间有什么关系?
2 水透镜的威力
例2 雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝相当于一个凸透镜,此时为防止阳光灼伤蔬菜,菜农总是及时将积水除掉,这是因为凸透镜对阳光有___________作用;人眼看到物体,是因为物体在视网膜上形成了__________(填“正”或“倒”)立、缩小的__________(填“虚”或“实”)像。
分析:(1)解决此题要知道中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
(2)眼睛看物体时应用了凸透镜成像规律,u>2f时,得到倒立、缩小的实像。晶状体和玻璃体共同作用相当于凸透镜;视网膜相当于光屏。
解答:(1)雨过天晴时,蔬菜塑料大棚的积水窝形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会造成火灾;
(2)眼睛的晶状体和玻璃体共同作用相当于凸透镜实验中的凸透镜,视网膜相当于光屏。当u>2f时,视网膜上得到倒立、缩小的实像。
例3 为了防止森林火灾,在森林里是不允许随地丢弃透明的塑料瓶的。这是因为雨水进入塑料瓶后,它对光的作用相当于一个__________镜,对太阳光有__________的作用,可能会导致森林火灾。
解析:解决此题要知道中间厚边缘薄的透镜是凸透镜,凸透镜对光线有会聚作用。
因为瓶中进入水之后,瓶中的水的形状是中间厚、边缘薄,符合凸透镜的形状特点,对光线有会聚作用,如果热量集中,会引起树叶燃烧,造成火灾。
答:凸透 会聚