二十一中柴豔
要解決凸透鏡成像問題,首先應熟練掌握凸透鏡成像規律,成像規律包括兩個方面:一、五種成像情況及其應用;二、變化規律,變化規律又包括四個方面:像的大小的變化、像距的變化、像速的變化和物像間距的變化。
一、五種成像情況及其應用
總結:一個凸透鏡成像時:
1.實像都是倒立的,虛像都是正立的
2.虛像都是放大的
3.2F點是放縮像的分界點,F點是虛實像的分界點
4.實像能用光屏承接,虛像不能
例1.在研究凸透鏡成像的實驗中,燭焰放在凸透鏡前8cm處時,光屏上成一個放大的像,移動燭焰使它距凸透鏡16cm時,光屏上將成( )
A、放大的虛像B、縮小的實像
C、放大的實像D、等大的實像
解析:光屏上成的像一定是實像,又是放大的,說明f
∴ 8cm<2f<16cm,即物距爲16cm時是在2倍焦距以外,光屏上將成倒立縮小的實像 ∴選B
注意:這種判斷焦距範圍的題,有時給的不是物距,而是給的像距,那時應根據成像性質再由像距範圍確定焦距範圍。
例2.在研究凸透鏡成像的實驗中,當光屏到透鏡的距離爲20cm,燭焰到透鏡16cm時,恰能在屏上得到清晰的像,由此判斷凸透鏡的焦距( )
A、可能等於10cm B、可能在10cm到16cm之間
C、一定小於8cm D、在8cm到9cm之間
解析:此題既給了物距(16cm)又給了像距(20cm),由於物距小於像距 ∴成的一定是放大的實像(能成在屏上所以是實像),由此可得:f<16<2f①和20>2f②,又由於物像距不等,可知物像間距一定大於4f,即16+20>4f③,由①②③分別解得8 cm
二、變化規律:
1.像的大小的變化:
1)實像:近大遠小;2)虛像:近小遠大
2.像距的變化:
1)實像:物近像遠像變大;2)虛像:物近像近像變小
3.像速的變化:物體以速度V從無限遠處向凸透鏡靠近過程中:
1)像越大運動得越快(即以焦點爲分界先變快後變慢)
2)物和像誰大誰移動得快
4.物像間距的變化:
以2F點和F點爲分界,先變小後變大再變小
(其中2F點是成實像時物像間距最小點,F點是物像間距無窮遠點)
例3.一物體立於焦距爲10cm的凸透鏡前,從距透鏡40cm處逐漸移近20cm處的過程中( )
A.像始終是倒立縮小的實像
B.像將逐漸變大,但始終比物小
C.像逐漸變大,像距逐漸變小
D.物像之間的距離先變小後變大
解析:∵f=10cm ∴2f=20cm ∴物體從距透鏡40cm處逐漸移近20cm處過程中,物體一直在二倍焦距以外∴像一直是倒立縮小的實像∴A對;成實像時是物近像遠像變大∴B對C不對;成實像時,物像間距最小爲4f,它在U=2f時取得,又由於物體在靠近2f點∴物像間距一直在變小∴D不對∴此題應選A、B。
注意:變大不等於放大,如B項,像雖然是在變大,但由於物距在2倍焦距以外∴像卻始終是縮小的。變大變小的參照物是前一時刻的像,而放大縮小的參照物是物體。
例4.放到主光軸上且和主光軸垂直的蠟燭到凸透鏡距離爲20cm,到光屏距離爲40cm,這時在光屏上得到清晰燭焰的像,則下列說法正確的是( )(不計凸透鏡厚度)
A、該透鏡焦距是10cm
B、若把凸透鏡向靠近光屏方向移動5cm後,光屏應向遠離透鏡方向移動才能再次得到清晰的像
C、若把凸透鏡向靠近光屏方向移動5cm後,光屏也應向靠近透鏡方向移動才能再次得到清晰的像
D、在把凸透鏡向靠近光屏方向移動5cm的過程中,光屏上所成清晰像大小逐漸變小
解析:蠟燭到透鏡20cm,到光屏40cm,說明此時U=V=2f=20cm ∴f=10cm,A對;透鏡向光屏方向移5cm,物距由20cm變到25cm,像由等大變小,又由於成實像物像間距最小值在U=2f時取得∴物像間距由小變大,而蠟燭沒動∴屏應向遠離透鏡的方向移動∴B對C不對;由於成實像時近大遠小∴屏上的像應變小
∴選ABD
|