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我们知道,凸透镜能对光线起会聚作用。那么凸透镜的聚光能力的强弱与哪些因素有关呢?课堂上,同学们提出了上述问题后,议论纷纷:可能与凸透镜的大小、形状、材料和价格等有关。在老师的引导下提出了如下猜想:
凸透镜的聚光能力可能与制成材料有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜表面凸起程度有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜口径大小有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜焦距大小有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜价格有关;
探究实验是解决问题的有效手段,而控制变量是我们现在和今后学习中常用的实验方法。通过放在光斑处的火柴点燃时间的长短来确定凸透镜聚光的能力。因此在控制变量的前提下用“转化法”进行实验探究。
下面就猜想设计实验进行探究:
探究活动一:设计实验探究凸透镜聚光能力与制作材料是否有关?
探究实验中需要的器材:三只大小、形状完全相同的凸透镜(分别是由玻璃、水晶和塑料制成)、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
探究实验过程:分别拿由玻璃、水晶、塑料制成的形状、大小完全相同的凸透镜正对着太阳光,另一侧放纸屏,移动纸屏(或移动透镜)使纸屏上的光斑最小、最亮,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即凸透镜的焦距,比较三种凸透镜的焦距是否相同;然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与制作材料无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与制作材料有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透镜的聚光能力与制作材料有关,材料越透明其聚光能力越强。
探究活动二:设计实验探究凸透镜的聚光能力与凸透镜表面凸起的程度是否有关?与焦距是否有关?
实验器材:取材料、口径相同,表面凸起程度不同的凸透镜三只、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
实验过程:分别让三只表面凸起程度不同的凸透镜正对着太阳光,在另一侧放一张纸屏,移动纸屏(或透镜)的位置,直至纸屏上出现最小、最亮的光斑,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即为凸透镜的焦距,比较焦距的大小即可得出正确结论。然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度有关,表面越凸聚光能力越强。
探究活动三:设计实验探究凸透镜的聚光能力与凸透镜的口径大小是否有关?与焦距是否有关?
实验器材:取材料、表面凸起的程度相同,口径大小不同的凸透镜三只、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
实验过程:分别让三只口径大小不同的凸透镜正对着太阳光,在另一侧放一张纸屏,移动纸屏(或透镜)的位置,直至纸屏上出现最小、最亮的光斑,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即为凸透镜的焦距,比较焦距的大小即可得出正确结论。然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与口径大小无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与口径大小有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透境的聚光能力与口径大小有关;口径大聚光能力强。
综上所述:凸透镜的聚光能力与凸透镜的制成材料有关,材料越透明的凸透镜其聚光能力越强;与凸透镜的表面凸起的程度有关,表面越凸的凸透镜聚光能力越强:与凸透镜的口径大小有关,口径越大的凸透镜聚光能力越强:与凸透镜的焦距有关,焦距越大的凸透镜聚光能力越弱,焦距越小的凸透镜聚光能力越强。
凸透镜的聚光能力与凸透镜的价格无关。
凸透镜的聚光能力可能与制成材料有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜表面凸起程度有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜口径大小有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜焦距大小有关;
凸透镜的聚光能力可能与凸透镜价格有关;
探究实验是解决问题的有效手段,而控制变量是我们现在和今后学习中常用的实验方法。通过放在光斑处的火柴点燃时间的长短来确定凸透镜聚光的能力。因此在控制变量的前提下用“转化法”进行实验探究。
下面就猜想设计实验进行探究:
探究活动一:设计实验探究凸透镜聚光能力与制作材料是否有关?
探究实验中需要的器材:三只大小、形状完全相同的凸透镜(分别是由玻璃、水晶和塑料制成)、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
探究实验过程:分别拿由玻璃、水晶、塑料制成的形状、大小完全相同的凸透镜正对着太阳光,另一侧放纸屏,移动纸屏(或移动透镜)使纸屏上的光斑最小、最亮,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即凸透镜的焦距,比较三种凸透镜的焦距是否相同;然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与制作材料无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与制作材料有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透镜的聚光能力与制作材料有关,材料越透明其聚光能力越强。
探究活动二:设计实验探究凸透镜的聚光能力与凸透镜表面凸起的程度是否有关?与焦距是否有关?
实验器材:取材料、口径相同,表面凸起程度不同的凸透镜三只、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
实验过程:分别让三只表面凸起程度不同的凸透镜正对着太阳光,在另一侧放一张纸屏,移动纸屏(或透镜)的位置,直至纸屏上出现最小、最亮的光斑,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即为凸透镜的焦距,比较焦距的大小即可得出正确结论。然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透镜的聚光能力与表面凸起的程度有关,表面越凸聚光能力越强。
探究活动三:设计实验探究凸透镜的聚光能力与凸透镜的口径大小是否有关?与焦距是否有关?
实验器材:取材料、表面凸起的程度相同,口径大小不同的凸透镜三只、纸屏、太阳光、刻度尺、火柴、秒表。
实验过程:分别让三只口径大小不同的凸透镜正对着太阳光,在另一侧放一张纸屏,移动纸屏(或透镜)的位置,直至纸屏上出现最小、最亮的光斑,用刻度尺测出光斑到凸透镜光心的距离,即为凸透镜的焦距,比较焦距的大小即可得出正确结论。然后用秒表分别记录放在光斑处的火柴点燃时间,比较点燃时间的长短,若时间相同,凸透镜的聚光能力与口径大小无关,若时间不相同,凸透镜的聚光能力与口径大小有关;时间长的聚光能力弱,时间短的聚光能力强。
实验数据记录表格,如下表所示:(根据实验的实际情况填写实验数据)
结论:凸透境的聚光能力与口径大小有关;口径大聚光能力强。
综上所述:凸透镜的聚光能力与凸透镜的制成材料有关,材料越透明的凸透镜其聚光能力越强;与凸透镜的表面凸起的程度有关,表面越凸的凸透镜聚光能力越强:与凸透镜的口径大小有关,口径越大的凸透镜聚光能力越强:与凸透镜的焦距有关,焦距越大的凸透镜聚光能力越弱,焦距越小的凸透镜聚光能力越强。
凸透镜的聚光能力与凸透镜的价格无关。