上两节课,我们定性地认识了透镜三条特殊光线和生活中的三大成像应用。
这节课,我们将使用光具座进行定量实验:从 u = 3f 起,逐步缩短物距至 u = 0.5f,
精确记录每一个物距 u 对应的像距 v 和像的性质(正倒·大小·实虚),
最终归纳出凸透镜成像的数学规律——1/f = 1/u + 1/v 透镜公式!
本课五档位实验要点(口诀:一焦分虚实·二焦分大小):
① u > 2f → 倒立、缩小、实像(f<v<2f)
② u = 2f → 倒立、等大、实像(v = 2f · 测焦距分界点)
③ f < u < 2f → 倒立、放大、实像(v > 2f)
④ u = f → 不成像(折射光线平行射出·平行光源原理)
⑤ u < f → 正立、放大、虚像(与物同侧)
🚫 判零分②:「当 u < f 时,移动光屏能在透镜另一侧观察到虚像」
当 u < f 时,折射光线是发散的,永远不会在光屏上真正会聚成像,所以无论怎么移动光屏,都承接不到像。
虚像的位置:与物体同侧(透镜左侧),必须用眼睛从右侧透过透镜逆着光线观察才能看到正立放大的虚像。
若说光屏能看到虚像,概念完全错误 → 零分。
🚫 判零分③:「当 u = f 时,在焦点处成一个正立放大的虚像点」
当物体正好在焦点(u = f)上,从焦点发出的光线,经过凸透镜折射后平行于主光轴射出,完全不会相交。
所以 u = f 时不成像(既不是实像,也不是虚像)。
利用这一原理可以制作平行光源:把小电灯泡放在凸透镜焦点上,另一侧就能得到平行光束。
把 u = f 说成「成虚像点」→ 概念错误,零分!
⑥作图门诊 · 4判断题 + 2拖放公式填空
D1 · 光具座三心调节
D2 · u = 2f 成像作图
D3 · u < f 虚像位置
蜡烛放在 u < f 位置,小红同学移动光屏找像,始终找不到,就说: 「因为虚像在透镜右侧,太暗了所以看不见」?
请判断上述说法是否正确。
D4 · u=f 时成像描述
某同学:「 u = f 时折射光线平行,所以不成像;这个位置是实像和虚像的分界点」
另一同学:「u = f 时成一个正立放大的虚像点,只是像太远看不清」 请判断哪个同学的说法正确(D4按钮表示:第一位同学说法正确?)
拖放填空 · 透镜公式代数变形
📐 补全公式变形:
(a) 由 1/f = 1/u + 1/v 解出像距 v:
v = □ / □
(b) 放大率公式:
m = □ = □
⑦五档配对游戏 · 将「物距档位」投入正确的「成像性质篮」
点击卡片 → 在5个篮子之间轮转;最终5个篮子应各有1张正确卡片
🅰 u > 2f(例 u=3f)
🅱 u = 2f
🅲 f < u < 2f
🅳 u = f
🅴 u < f
❌ 伪卡片(不放入任何篮)
❌ 伪卡片(不放入任何篮)
篮① 倒立·缩小·实像 f<v<2f
篮② 倒立·等大·实像 v=2f
篮③ 倒立·放大·实像 v>2f
篮④ 不成像 折射光线平行
篮⑤ 正立·放大·虚像 与物同侧
⑧随堂测验 · 14题闯关
完成后提交,100%触发烟花!🎆 准备草稿纸画光路。
作答 0 / 14 ,得分 0 分
⑨本课总结 · 下节预告 L21《眼睛和眼镜》
🎯 5档位·5维度·2口诀·1公式:
① u > 2f → 倒立·缩小·实像(v在f~2f)→ 相机
② u = 2f → 倒立·等大·实像(v=2f)→ 分界
③ f < u < 2f → 倒立·放大·实像(v>2f)→ 投影
④ u = f → 不成像·折射光线平行 → 分界
⑤ u < f → 正立·放大·虚像(同侧)→ 放大镜
公式:1/f = 1/u + 1/v 放大率:m = v/u = h′/h