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一、对比学习法
光学中的很多概念或规律都具有相似性,它们有相通处,也有差异处,可通过对比进行复习。
1.像与影
像是物体发出的光线会聚(或反向延长线交汇)而成,其形状与物体相似,如小孔成像、胶片图像在银幕上成的像等等;影是光线被不透明物体挡住,而在不透明物体后面形成的黑暗区,其轮廓大致与物体相似,如灯光下的人影、日食、月食等等。
2.实像与虚像
实像是由实际光线会聚而成。实际光线通过成像位置,实像既可以被眼睛观察到,也可以用光屏在成像位置上清晰地显示出来,还可以使置于实像位置处的照相底片感光。
虚像是由实际光线(反射光线或折射光线)的反向延长线(不是实际光线)汇交而成。实际光线不通过成像位置。虚像虽可以被眼睛观察到,但它不能在屏幕上显示出来,在虚像位置处放照相底片也不会被感光。
3.实线与虚线
在画光路图时,一些同学常把实线与虚线弄混。因此应注意:实际光线要画成实线,并加画箭头表示光的传播方向;物体和实像也画成实线,并加画箭头表示其“正倒”。而实际光线的反向延长线要画成虚线,其“正倒”也用箭头表示;法线也要画成虚线;主光轴一般要画成点划线。
4.凸镜与凹镜
表1
5.凸透镜与凹透镜
凹透镜:中央薄、边缘厚的透镜。平行光通过凹透镜发散,折射线的反向延长线交于虚焦点。
凸透镜:中央厚、边缘薄的透镜。平行光通过凸透镜发生折射后会聚于焦点。
6.平面镜成像与凸透镜成像
表2
7.“像”与“像”的对比
表3
二、探究学习法
凸透镜的成像规律仅凭记忆很难掌握,可以借助探究法来加深理解、巩固记忆。
问题情景:照相机、投影仪里面都有凸透镜,它们都是利用凸透镜成像原理制成的,但照相机所成的像要比被拍摄的物体小,而投影仪所成的像要比物体大,为什么会有这种差别呢?
探究过程:
注意事项:所选透镜的焦距最好在10~20cm之间,太大或太小都不方便。本探究中所选用的是焦距为10cm的凸透镜;用一支蜡烛作物体,研究烛焰所成的像;用一块白色的光屏承接烛焰的像,在光具座上依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏(如图1所示)。
1.把蜡烛放在离凸透镜30cm的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的像。观察像的大小、正倒,测量像到凸透镜的距离。
2.把蜡烛移到距凸透镜25 cm处,放好后重复以上操作。
3.把蜡烛移到距凸透镜22cm处,放好后重复以上操作。
4.每次都把蜡烛向凸透镜移动几厘米,放好后重复以上操作,直到光屏上得不到像,记下蜡烛到凸透镜的距离。按上述步骤操作,得到一组数据如下表。
表4
分析表中的数据,你能总结出凸透镜成像的哪些规律?
发现规律:
1.当u>2f时,f 2.当u=2f时,v=2f,像与物在凸透镜的异侧,像与物等大,且像是倒立的实像;
3.当f2f,像与物在凸透镜的异侧,且像是倒立放大的实像;
4.当f=u时,不成像;
5.当f>u时,成正立放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧,且物越靠近凸透镜,像越小;
6.凸透镜成像总的趋势是:成实像时,物体向凸透镜靠拢,像远离凸透镜。
三、巧妙记忆法
在探究的基础上,我们还可以通过巧妙的方法记忆凸透镜的成像规律。
1.画示意图。
如图1所示。图中a、b、c、d、e为物体,a′、b′、c′、e′分别是各物体对应的像,d物体不能成像。
2.列一张对比表(见表4)。
3.编一段顺口溜。
凸透镜成像规律:三物距,三界限,成像随着物距变;物远实像小而近,物近实像大而远;如果物在焦距内,正立放大虚像现。
光的反射定律:三线共面、两角相等。
平面镜的成像规律:物像对称、左右相反。
4.归纳概括成“三、二、二”。
三——三个“区域”:
(1)当u>2f时,f (2)当f2f,凸透镜成倒立放大的实像;
(3)当u 二——两个“分界点”:
(1)f点,实像与虚像的分界点,可简记为“一焦分虚实”。当u=f时,凸透镜不能成像;u>f时,凸透镜成实像;当u (2)2f点,放大和缩小实像的分界点,可简记为“二焦分大小”。当u=2f时,凸透镜成等大的实像;u>2f时,凸透镜成缩小的实像;f 二——两个“一致性”:
(1)像随物移动方向的一致性:物向左移,像也向左移;物向右移,像也向右移。当成实像时,物距增大,像距减小;物距减小,像距增大。当成虚像时,物距增大,像距增大;物距减小,像距减小。
(2)像的大小随像距大小变化的一致性:像距变大,像变大;像距变小,像变小。
“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”
光学中的很多概念或规律都具有相似性,它们有相通处,也有差异处,可通过对比进行复习。
1.像与影
像是物体发出的光线会聚(或反向延长线交汇)而成,其形状与物体相似,如小孔成像、胶片图像在银幕上成的像等等;影是光线被不透明物体挡住,而在不透明物体后面形成的黑暗区,其轮廓大致与物体相似,如灯光下的人影、日食、月食等等。
2.实像与虚像
实像是由实际光线会聚而成。实际光线通过成像位置,实像既可以被眼睛观察到,也可以用光屏在成像位置上清晰地显示出来,还可以使置于实像位置处的照相底片感光。
虚像是由实际光线(反射光线或折射光线)的反向延长线(不是实际光线)汇交而成。实际光线不通过成像位置。虚像虽可以被眼睛观察到,但它不能在屏幕上显示出来,在虚像位置处放照相底片也不会被感光。
3.实线与虚线
在画光路图时,一些同学常把实线与虚线弄混。因此应注意:实际光线要画成实线,并加画箭头表示光的传播方向;物体和实像也画成实线,并加画箭头表示其“正倒”。而实际光线的反向延长线要画成虚线,其“正倒”也用箭头表示;法线也要画成虚线;主光轴一般要画成点划线。
4.凸镜与凹镜
表1
5.凸透镜与凹透镜
凹透镜:中央薄、边缘厚的透镜。平行光通过凹透镜发散,折射线的反向延长线交于虚焦点。
凸透镜:中央厚、边缘薄的透镜。平行光通过凸透镜发生折射后会聚于焦点。
6.平面镜成像与凸透镜成像
表2
7.“像”与“像”的对比
表3
二、探究学习法
凸透镜的成像规律仅凭记忆很难掌握,可以借助探究法来加深理解、巩固记忆。
问题情景:照相机、投影仪里面都有凸透镜,它们都是利用凸透镜成像原理制成的,但照相机所成的像要比被拍摄的物体小,而投影仪所成的像要比物体大,为什么会有这种差别呢?
探究过程:
注意事项:所选透镜的焦距最好在10~20cm之间,太大或太小都不方便。本探究中所选用的是焦距为10cm的凸透镜;用一支蜡烛作物体,研究烛焰所成的像;用一块白色的光屏承接烛焰的像,在光具座上依次放置好蜡烛、凸透镜、光屏(如图1所示)。
1.把蜡烛放在离凸透镜30cm的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成清晰的像。观察像的大小、正倒,测量像到凸透镜的距离。
2.把蜡烛移到距凸透镜25 cm处,放好后重复以上操作。
3.把蜡烛移到距凸透镜22cm处,放好后重复以上操作。
4.每次都把蜡烛向凸透镜移动几厘米,放好后重复以上操作,直到光屏上得不到像,记下蜡烛到凸透镜的距离。按上述步骤操作,得到一组数据如下表。
表4
分析表中的数据,你能总结出凸透镜成像的哪些规律?
发现规律:
1.当u>2f时,f
3.当f2f,像与物在凸透镜的异侧,且像是倒立放大的实像;
4.当f=u时,不成像;
5.当f>u时,成正立放大的虚像,像与物在凸透镜的同侧,且物越靠近凸透镜,像越小;
6.凸透镜成像总的趋势是:成实像时,物体向凸透镜靠拢,像远离凸透镜。
三、巧妙记忆法
在探究的基础上,我们还可以通过巧妙的方法记忆凸透镜的成像规律。
1.画示意图。
如图1所示。图中a、b、c、d、e为物体,a′、b′、c′、e′分别是各物体对应的像,d物体不能成像。
2.列一张对比表(见表4)。
3.编一段顺口溜。
凸透镜成像规律:三物距,三界限,成像随着物距变;物远实像小而近,物近实像大而远;如果物在焦距内,正立放大虚像现。
光的反射定律:三线共面、两角相等。
平面镜的成像规律:物像对称、左右相反。
4.归纳概括成“三、二、二”。
三——三个“区域”:
(1)当u>2f时,f
(3)当u
(1)f点,实像与虚像的分界点,可简记为“一焦分虚实”。当u=f时,凸透镜不能成像;u>f时,凸透镜成实像;当u
(1)像随物移动方向的一致性:物向左移,像也向左移;物向右移,像也向右移。当成实像时,物距增大,像距减小;物距减小,像距增大。当成虚像时,物距增大,像距增大;物距减小,像距减小。
(2)像的大小随像距大小变化的一致性:像距变大,像变大;像距变小,像变小。
“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”