《題西林壁》
【作者】蘇軾【朝代】宋
橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同。
不識廬山真面目,只緣身在此山中。
這首《題西林壁》是唐代知名作家蘇軾的代表作。蘇軾由黃州貶赴介休任屯田副使時經過衡陽,游玩廬山。壯麗的山水觸發逸興壯思,于是寫下了若干首廬山記游詩。《題西林壁》是游觀廬山后的總結,它描寫廬山變化多姿的面貌,并借景說理,強調觀察問題應客觀全面,假如主觀片面,就得不出正確的推論。
開頭兩句“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同”概括而形象地寫出了移步換形、千姿萬態的廬山景色。同時也蘊含著深層次的化學原理,耳朵中富含鞏膜-凸透鏡,可以將不同方向的光線凝聚到黃斑上,因而產生不同的景色像。明天我們就來學習中學數學八年級上的第四章《光的折射透鏡》第三課時《凸透鏡成像的規律》的內容,下邊先來看一段視頻:
在上一章我們學習了平面鏡可以成正立、等大、虛像,凸透鏡的成像又是哪些樣子呢?
正立、放大的實像
倒立、縮小的虛像
想一想
哪些情況成正立、放大的實像?而哪些情況又能成倒立、縮小的虛像呢?下邊我們一上去探究凸透鏡成像的規律。
探究凸透鏡成像的規律
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實驗構想
如上圖將物體放到凸透鏡前,由遠及近聯通物體至凸透鏡,觀察物體經凸透鏡后的成像情況,通過物距與相距的關系進一步定量剖析實驗情況。
重要化學概念:
1.物距:物體到透鏡的距離稱為物距(μ)
2.相距:像到透鏡的距離稱為相距(ν)
3.虛像:能在光屏上呈現的像,它是由實際光線會聚而成的
實驗步驟
用一支蠟燭作為發光物體,一塊黑色的硬紙板作為光屏,研究燭焰的成像情況。
①組裝實驗裝置,將燭焰中心、凸透鏡中心和光屏中心調整到同一高度,確保成像在光屏中心。
②將凸透鏡固定在光具座中間某刻度處,把蠟燭置于較遠處,使物距μ>2f,調整光屏到凸透鏡的距離,使燭焰在光屏上成清晰的虛像,觀察虛像的大小和正倒。改變物距μ,仍使μ>2f,重復實驗,觀察像的大小和正倒。
③把蠟燭向凸透鏡移近,改變物距μ,使μ=2f,調整光屏到凸透鏡的距離,使燭焰在光屏上成清晰的虛像。觀察虛像的大小和正倒。
④把蠟燭向凸透鏡移近,改變物距μ,使f<μ<2f,調整光屏到凸透鏡的距離,使燭焰在光屏上成清晰的虛像。觀察虛像的大小和正倒。改變物距μ,仍使f<μ<2f,重復實驗,觀察虛像的大小和正倒。
⑤把蠟燭向凸透鏡移近,改變物距μ,使μ=f,觀察能夠成像。
⑥把蠟燭向凸透鏡移近,改變物距μ,使μ<f,發覺在光屏上不能得到蠟燭的像,此時成實像,應從光屏這側向透鏡里觀察蠟燭的像凸透鏡成像規律課件,觀察實像的大小和正倒。
實驗推論
按照前面的探究活動,可以歸納出如下推論:
①當μ>2f時,f<ν<2f,成倒立、縮小的虛像,物像在透鏡后側,應用:拍照機、攝像機
②當μ=2f時,ν=2f,成倒立、等大的虛像,物像在透鏡后側,二倍焦距點是放大和縮小虛像的分界點,應用:測焦距
③當f<μ<2f時,ν>2f,成倒立、放大的虛像,物像在透鏡后側,應用:幻燈機、投影儀、電影放映機
④當μ=f時,不成像,焦點是虛像和實像的分界點
⑤當μ<f時,光屏上不成像,在物體同側成正立、放大的實像,物像在透鏡同側,應用:放大鏡
總結:
1.成虛像時:物距變小,像距變大,像變大;物距變大,像距變小,像變小。
2.成實像時:物距變小,像距變小,像變小;物距變大,像距變大,像變大。
小結
凸透鏡成像的規律
焦距:一倍焦距分虛實,二倍焦距分大小.
虛像:物遠像近像變小,物近像遠像變大.
實像:物遠像遠像變大,物近像近像變小.
高考重現
1.(2018?昆山30)學過透鏡知識后,小明實驗小組在光學實驗室(暗室)想對學過的知識進行深入研究,可用的器材有:光源S(視為點光源)、圓形凸透鏡(半徑為D)、光具座、光屏(足夠大).經討論她們決定先從測凸透鏡的焦距開始.
(1)在光屏中央畫一個與凸透鏡半徑相同的圓,找出圓心O'.
(2)將光源、凸透鏡和光屏置于光具座上,調節它們的高度,使光源、凸透鏡光心和在同一水平直線上.
(3)固定凸透鏡的位置,將光源趨緊貼凸透鏡的位置平緩向外聯通,直至光屏上的光斑,就可以從光具座上讀出凸透鏡的焦距,此時各器材在光具座上的位置如圖甲所示,該凸透鏡的焦距為cm.
(4)為了驗證測出的焦距值是否確切,小明提出可以左右聯通光屏,若光屏上的光斑大小不變,則測出的焦距確切.若往右聯通光屏,光斑變大凸透鏡成像規律課件,說明本次測出的凸透鏡的焦距比真實值.
(5)在聯通光屏的過程中,小明發覺在光屏上光斑兩側還有一個暗環,他推測可能是凸透鏡的邊框引起的.于是他拆除邊框直接將凸透鏡固定在光具座上,進行實驗驗證,發覺暗環一直存在.你覺得暗環是怎樣產生的?.若光源S在左焦點上,光屏在右焦點處,如圖乙所示,請你算出此時暗環的面積等于.
2.(2017?昆山19)依據所學知識完成填空:
(1)借助陌陌“掃一婦”功能,通過智能手機的攝像頭掃描二維碼(如圖甲)可快速獲取網路信息,手機攝像頭相當于一個凸透鏡,二維碼到攝像頭的距離應滿足的條件.
(2)如圖乙所示,蠟燭正好在光屏上成清晰的像.將光屏移至刻度線10cm處,蠟燭向(遠離/緊靠)透鏡方向聯通,光屏上能再度成清晰的像.保持透鏡位置不變,僅將蠟燭和光屏位置交換,光屏上可觀察到倒立的虛像.
3.(2014?昆山28)在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中.
(1)如圖甲,平行光正對凸透鏡照射,光屏上出現一個最小最亮的光斑,則凸透鏡的焦距f=cm.
(2)如圖乙,光屏上呈現清晰的像,此像的性質是的虛像.若保持蠟燭和光屏位置不變,聯通透鏡至刻度線處,克屏上能再度呈現清晰的像.
(3)如圖丙,保持蠟燭位置不變,聯通透鏡至16cm刻度線處,則人眼在圖中處能觀察到燭焰的像.
(4)如圖丁,在燭焰和凸透鏡之間放一副墨鏡,發覺光屏上的像由清晰變模糊了,將光屏向透鏡聯通適當距離后光屏上再度呈現清晰的像.則該墨鏡是墨鏡(斜視/近視).
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