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初中物理光学成像归纳

2019-09-10陈冬梅

大众科学·上旬 2019年7期
关键词:平面镜物理

陈冬梅

摘 要:光学成像是初中光学知识的难点与重点,采用作图法,形象直观地展现知识的形成过程,培养观察能力、分析能力;通过归纳,全面系统地总结知识,提升辨别能力、应用能力。

关键词:物理;光学成像;平面镜

九年义务教育人教版八年级物理的光现象知识,成像多种多样,应用变化多端,学生总是很难区分。依据教材与大纲标准,常见的成像情况主要有以下四种,每种情况我从成像原理(光的哪一种现象);像的性质;作图等三个方面归纳出来,与大家共勉。

一、小孔成像

成像原理:光的直线传播。

成像的特点:倒立的实像,像的大小和物体与小孔的距离、光屏到小孔的距离有关,调节距离可改变像的大小,像的大小可以比物体大,也可以比物体小,还可以和物体的大小相等,如图1所示。

例1:小明同学在课外用易拉罐做成如图2所示的装置做小孔成像实验,如果易拉罐底部有一个很小的三角形小孔,则他在半透明纸看到的像是(       )

A.蜡烛的正立像 B.蜡烛的倒立像

C.三角形光斑 D.圆形光斑

分析:小孔成像重在一个“小”字,是蜡烛的光经过此小孔成像在半透明膜上,所成的像与孔的形状无关。

答案:B

二、平面镜成像

成像原理:光的反射。

成像的特点:正立、等大的虚像,像与物关于镜面对称。无论怎样改变物体到镜面的距离(物距),像的性质始终不变,如图3所示。

例2:在清澈的湖面上空,小燕子正在向下俯冲捕食。在小燕子向下俯冲的过程中,关于它在湖水中的像的虚实,它和像之间的距离,正确的说法是(     )

A.虚像,距离变小 B.实像,距离变小

C.实像,距离变大 D.虚像,距离变大

分析:燕子在水中的像相当于平面镜成像,水中的像是虚像,燕子向下俯冲,它到水面的距离减小,,像到水面的距离也跟着减小,它与像的距离减小。

答案:A

三、眼睛受骗:水面(或玻璃表面)、不均匀的透明物质折射成像,如钢笔错位、池底变浅、海市蜃楼等。

成像原理:光的折射。

成像特点:偏高的虚像(一般在初中阶段不研究像的大小),以水面折射为例,在水面上方斜着观察水中的物体,看到的像比物体的实际位置偏高, 如图3所示.

例3:古诗中有许多描述光學现象的诗句,

如“潭清疑水浅”说的就是光的_________ 现象; “大漠孤烟直,长河落日圆”的诗句中,诗人观察到的落日并非太阳的实际位置,而是光线经过不均匀大气时成的像,此时太阳的实际位置是图8中的 _________ (填“甲”或“乙”)。

分析:人在岸上看水中的物体,光从水斜射入空气中,发生偏折,折射光线进入眼睛,看到的像的位置比实际位置高,所以人在岸上把池底看高,感觉水变浅,答案是:光的折射;光在不均匀的大气中也发生折射,看到的位置变高。

答案是:乙。

四、凸透镜成像

成像原理:光的折射

像的特点:多变,具体的性质由物体到凸透镜的距离(物距)决定,如图6所示:

物体到凸透镜的距离不同时,像的大小、倒正、虚实均可以改变,可以成不同性质的像,分别可以成倒立、缩小的实像(照相机的原理);倒立、放大的实像(投影仪、幻灯机的与原理);正立、放大的虚像(放大镜的原理)。

例4:将蜡烛放在距离凸透镜30cm的地方,在透镜另一侧的光屏上,有蜡烛清晰放大的像,由此可知,该透镜的焦距可能是(    )

A、20cm       B、15cm          C、10cm             D、5cm

分析:根据光屏上有放大的像,像的特征是倒立、放大的实像,可知物距大于一倍的焦距小于二倍的焦距,即f<u<2f ,f<30cm<2f 得15cm<f<30cm

答案:A

例5:照集体相时,发现有些人没有进入镜头,为了使全体人员都进入镜头,应采取:

A、人不动,照相机离人远一些,镜头往外伸一些

B、人不动,照相机离人远一些,镜头往里缩一些

C、人不动,照相机离人近一些,镜头往外伸一些

D、照相机和镜头都不动,人站近一些。

分析:像的的大小要改变,需要同时改变物距和像距,属于像的动态变化题,是有关凸透镜成像知识的难点,有部分人没有进入镜头,像须变小,则要增大物距,相机远离人一些,减小像距,镜头往里缩一些。

答案:B

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