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我们在探究“凸透镜的成像规律”的实验中,往往需要知道凸透镜的焦距大小,那么如何测量凸透镜的焦距大小呢?下面介绍几种粗略测量凸透镜焦距的方法:
一、 利用焦点测凸透镜焦距
方法1:在阳光下,让太阳光垂直穿过凸透镜照射在地面上,调节凸透镜与地面之间的距离,可以在地面上得到一个最小最明亮的点,即焦点.用刻度尺测出焦点到凸透镜中心的距离,就是这个凸透镜的焦距.
方法2:在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,我们发现:当物体距离透镜越远(大于10倍焦距)时,所成的像越接近焦点.因此我们可以利用这一原理,把尽量远的某一较明亮的物体作光源,让这样的“光源”发出的光通过凸透镜照射在光屏上,调节凸透镜到光屏之间的距离,可以在光屏上得到“光源”最清晰的像.用刻度尺测出像到凸透镜中心之间的距离,这个距离就是凸透镜的焦距.
二、 利用光斑测量凸透镜焦距
方法3:在陽光下,让太阳光垂直穿过凸透镜照射在地面上,调节凸透镜与地面之间的距离,可以在地面上得到和凸透镜直径相等的光斑.用刻度尺测出光斑中心到凸透镜中心的距离,这个距离是凸透镜焦距的两倍,即这个凸透镜的焦距是这个距离的一半,如图所示.
方法4:我们通过对凸透镜知识的学习知道:当光源放在凸透镜的焦点上时,折射光线将和透镜的主光轴平行.利用这一知识,我们可以在实验中慢慢调节烛焰到凸透镜的距离,直到在光屏上得到一个和凸透镜的直径等大的光斑,然后用刻度尺量出烛焰到透镜中心的距离,这个距离即为凸透镜的焦距.
三、 利用成像规律测量凸透镜焦距
方法5:成等大像法
在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,我们得出:当物距等于二倍焦距时,在光屏上成倒立等大的像,利用这一规律,我们可以在实验中慢慢调节物体和光屏到凸透镜的距离,直到在光屏上得到一个等大的像,这时用刻度尺量出烛焰(或光屏)到凸透镜的距离,该距离就是凸透镜焦距的两倍,即凸透镜的焦距为该距离的一半.
方法6:不成像法
用凸透镜作为放大镜来观察一篇课本上的文字,让凸透镜从纸面起逐渐离开纸面(镜面与纸面始终平行),人首先观察到正立的字体由小变大,然后看不到任何东西,最后又观察到倒立的字体由大变小.当眼睛透过凸透镜观察不到任何东西时,说明课本上的文字正好处于凸透镜的焦点位置.用刻度尺测出这时纸面到凸透镜中心之间的距离,这个距离就是凸透镜的焦距.
上面的六种方法都可以粗略测出凸透镜的焦距,这些方法都运用我们所学的知识,同学们,不妨利用身边的器材实际测量一下,比较一下测量的数据.同时,希望同学们在解决问题时,能联系我们所学的知识,用所学知识解决实际问题.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
一、 利用焦点测凸透镜焦距
方法1:在阳光下,让太阳光垂直穿过凸透镜照射在地面上,调节凸透镜与地面之间的距离,可以在地面上得到一个最小最明亮的点,即焦点.用刻度尺测出焦点到凸透镜中心的距离,就是这个凸透镜的焦距.
方法2:在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,我们发现:当物体距离透镜越远(大于10倍焦距)时,所成的像越接近焦点.因此我们可以利用这一原理,把尽量远的某一较明亮的物体作光源,让这样的“光源”发出的光通过凸透镜照射在光屏上,调节凸透镜到光屏之间的距离,可以在光屏上得到“光源”最清晰的像.用刻度尺测出像到凸透镜中心之间的距离,这个距离就是凸透镜的焦距.
二、 利用光斑测量凸透镜焦距
方法3:在陽光下,让太阳光垂直穿过凸透镜照射在地面上,调节凸透镜与地面之间的距离,可以在地面上得到和凸透镜直径相等的光斑.用刻度尺测出光斑中心到凸透镜中心的距离,这个距离是凸透镜焦距的两倍,即这个凸透镜的焦距是这个距离的一半,如图所示.
方法4:我们通过对凸透镜知识的学习知道:当光源放在凸透镜的焦点上时,折射光线将和透镜的主光轴平行.利用这一知识,我们可以在实验中慢慢调节烛焰到凸透镜的距离,直到在光屏上得到一个和凸透镜的直径等大的光斑,然后用刻度尺量出烛焰到透镜中心的距离,这个距离即为凸透镜的焦距.
三、 利用成像规律测量凸透镜焦距
方法5:成等大像法
在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,我们得出:当物距等于二倍焦距时,在光屏上成倒立等大的像,利用这一规律,我们可以在实验中慢慢调节物体和光屏到凸透镜的距离,直到在光屏上得到一个等大的像,这时用刻度尺量出烛焰(或光屏)到凸透镜的距离,该距离就是凸透镜焦距的两倍,即凸透镜的焦距为该距离的一半.
方法6:不成像法
用凸透镜作为放大镜来观察一篇课本上的文字,让凸透镜从纸面起逐渐离开纸面(镜面与纸面始终平行),人首先观察到正立的字体由小变大,然后看不到任何东西,最后又观察到倒立的字体由大变小.当眼睛透过凸透镜观察不到任何东西时,说明课本上的文字正好处于凸透镜的焦点位置.用刻度尺测出这时纸面到凸透镜中心之间的距离,这个距离就是凸透镜的焦距.
上面的六种方法都可以粗略测出凸透镜的焦距,这些方法都运用我们所学的知识,同学们,不妨利用身边的器材实际测量一下,比较一下测量的数据.同时,希望同学们在解决问题时,能联系我们所学的知识,用所学知识解决实际问题.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文