物理實(shí)驗(yàn)操作考試專(zhuān)題輔導(dǎo)

凸透鏡成像是初中物理光學(xué)的重要內(nèi)容，它既是光的折射的具體應(yīng)用，又是同學(xué)們了解生活中的透鏡的基礎(chǔ)，凸透鏡成像實(shí)驗(yàn)是幫助同學(xué)們理解凸透鏡成像情況的直觀方法。

題目：探究凸透鏡成像的規(guī)律

器材準(zhǔn)備：凸透鏡(f=10 cm)、光屏、蠟燭、火柴、光具座、廢物杯。

提示：若實(shí)驗(yàn)中凸透鏡的焦距未知，要先粗測(cè)出凸透鏡的焦距，測(cè)凸透鏡焦距的方法很多，比較簡(jiǎn)便的方法是將凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，沿光線(xiàn)方向上下移動(dòng)凸透鏡，直到紙屏上出現(xiàn)一個(gè)又小又亮的光點(diǎn)為止，用刻度尺測(cè)出凸透鏡到光點(diǎn)的距離即為該凸透鏡的焦距，本實(shí)驗(yàn)把燭焰作為發(fā)光體，是因?yàn)樗高^(guò)凸透鏡的光線(xiàn)比較多而強(qiáng)，在光屏上所成的像清晰、明亮，廢物杯是用來(lái)盛裝點(diǎn)燃的火柴梗(或其他廢物)的，廢物不能隨意丟棄。

實(shí)驗(yàn)要求：利用凸透鏡成兩次實(shí)像，一次是放大的，一次是縮小的，并記錄相應(yīng)的物距和像距。

提示：物體在二倍焦距之外成的是縮小的實(shí)像，在一倍焦距和二倍焦距之間成的是放大的實(shí)像，所以一倍焦距和二倍焦距是兩個(gè)比較特殊的位置，最好在光具座上標(biāo)出這兩個(gè)位置，便于清楚觀察出物距、像距跟一倍焦距、二倍焦距的關(guān)系，有利于結(jié)論的形成。

過(guò)程與記錄：

(1)檢查器材：有檢查所給器材是否夠用的意識(shí)和動(dòng)作，檢查蠟燭、凸透鏡、光屏等在光具座上的擺放順序是否正確。

提示：實(shí)驗(yàn)前，在檢查完實(shí)驗(yàn)器材后，依次在光具座上從左向右放置蠟燭、凸透鏡和光屏，注意凸透鏡放置的位置應(yīng)在光具座中間整刻度處，這樣便于讀出物距和像距。

(2)調(diào)節(jié)器材：點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心和蠟燭火焰的中心大致在同一高度，

提示：這樣做能使?fàn)T焰的像成在光屏中間，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，是成倒立的像，不僅上下顛倒，左右也顛倒，如果燭焰經(jīng)凸透鏡在光屏上所成的像偏左偏下，說(shuō)明蠟燭放置得偏右偏上，在保持凸透鏡和光屏位置不變的情況下，將蠟燭向左向下移動(dòng)一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x，即可使?fàn)T焰所成的像呈現(xiàn)在光屏的中間。

(3)觀察記錄：調(diào)整蠟燭或光屏的位置，在光屏上得到燭焰縮小的實(shí)像，改變物距，在光屏上得到燭焰放大的實(shí)像：做好記錄。

提示：在實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意以下問(wèn)題：①如何才能在光屏上得到較為清晰的燭焰的像呢?首先看物體到凸透鏡的距離是否大于一倍焦距，若在一倍焦距外，我們可將光屏慢慢靠近或遠(yuǎn)離凸透鏡來(lái)尋找，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一位置呈現(xiàn)出的像較清晰時(shí)，在這一位置前后移動(dòng)光屏，使屏上承接的像的邊緣從模糊到清晰，再?gòu)那逦侥：?，反?fù)幾次后，必能找準(zhǔn)像的位置，此時(shí)光屏到凸透鏡的距離才是像距，②對(duì)于焦距一定的凸透鏡，當(dāng)蠟燭的火焰在焦點(diǎn)以外但靠近焦點(diǎn)時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏也得不到像的情況，這是因?yàn)槲覀儗?shí)驗(yàn)室用的光具座長(zhǎng)度大約1 m，做實(shí)驗(yàn)時(shí)透鏡又多在光具座中間部分，當(dāng)燭焰靠近焦點(diǎn)時(shí)，成的像較大，像距較長(zhǎng)，超出光具座的長(zhǎng)，所以光屏怎樣移動(dòng)也得不到清晰的像，這時(shí)需要把物體放置在大于一倍焦距而不能放置在稍大于焦距處，③在記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，要設(shè)計(jì)出記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格(凸透鏡的焦距f=____________cm)，記錄物距、像距和成像情況，如下表。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：成縮小實(shí)像時(shí)，物體在二倍焦距之______：成放大實(shí)像時(shí)。物體在二倍焦距之______，(均填“內(nèi)”或“外”)

提示：在形成結(jié)論時(shí)，要把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(即物距和像距)與透鏡的一倍焦距和二倍焦距進(jìn)行比照分析，形成完整的結(jié)論。

(5)整理實(shí)驗(yàn)器材

提示：本實(shí)驗(yàn)會(huì)在實(shí)驗(yàn)桌(或光具座上)留有蠟燭的燭淚，一定要記住把實(shí)驗(yàn)桌整理干凈，以良好的實(shí)驗(yàn)修養(yǎng)為自己增分。

責(zé)任編輯 程 哲