实验五、探究凸透镜成像规律

如题所述

实验揭秘:探索凸透镜成像的秘密


【实验目标】:深入观察凸透镜如何呈现各种奇妙的像,揭示其背后的规律


【实验装备】:精密的光学工具箱,包括焦距各异的凸透镜、光具座、蜡烛、火柴,以及不可或缺的光屏


步骤揭秘:



    共轴调校: 将蜡烛、凸透镜和光屏依次排列在光具座上,点燃蜡烛,确保蜡烛、透镜和光屏的中心大致在同一直线上,高度保持一致。
    远距离观察: 将蜡烛置于2倍焦距之外,调整光屏,直至清晰地捕捉到倒立、缩小的实像,记录此时的物距与像距。
    焦点实验: 将蜡烛移到2倍焦距处,观察像的倒正、大小,测量像距,进一步理解透镜的特性。
    渐进接近: 缩短蜡烛与透镜的距离,观察像的改变,直至焦点,探究像的消失点。
    焦点之内: 蜡烛移至焦点之内,光屏上会出现什么现象?答案藏在实验的探索之中。

实验记录:


1. 焦距测定: 为了精确测量,使用平行光源或太阳光粗略确定凸透镜的焦距,建议选择10cm到20cm之间的透镜。注意,阳光聚焦时,务必保持光线与透镜主轴平行。


2. 操作要领: 在实验中,固定蜡烛和透镜,调整光屏位置,直到找到清晰的像,记录物距和像距。


3. 不成像区域: 当物距小于焦距时,光屏上将找不到像,此时可直接观察火焰成像情况。


4. 光屏无像原因: 像未出现在光屏上可能是因为蜡烛位置、焦距过大或三心不在同一高度。解决策略已在步骤中详细说明。


优化操作:


5. 像的位置调整: 如果光屏上的像偏高,调整方法是:向上移动光屏、蜡烛或向下移动凸透镜,确保像位于光屏中央。


6. 动态调整: 随着蜡烛燃烧,像的位置变化,通过相应的移动,保持像清晰并位于光屏中央。


小结:凸透镜成像的奥秘不仅在于观察,更在于理解透镜的焦距、物距与像距的关系,以及如何通过调整来优化成像效果。通过这一系列实验,你将成为透镜成像规律的探索者和掌握者。现在,是时候亲自上阵,揭开那神秘的面纱了。

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