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关于光的折射论文范文写作 领悟光的折射原理凸透镜成像规律相关论文写作资料

主题:光的折射论文写作 时间:2024-03-04

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中学《科学》教材中关于凸透镜成像的规律一节内容多,学生难记忆,特别是像距V随物距U的变化情况,由于实验无法连续演示,学生更难以理解.该节内容是教材的重点,也历来是学生学习的难点,本文让学生真正领悟光的折射原理透析凸透镜成像规律的学习方法.

1 根据光在不同透明介质中的传播速度不同基础上,联系折射角与入射角来理解光的折射原理2 从光在三棱镜中的透射规律来理解光通过凸透镜的三条特殊光路

如图1所示,一条光线AB由空气斜射向三棱镜,根据光的折射原理作出入射光线AB在界面PQ上的折射光线BC;而光线BC又是界面PR上的入射光线,同时画出三棱镜中入射光线BC的折射光线CD.不难看出因折射角∠2小于入射角∠1,折射角∠4大于入射角∠3,故使入射光线AB的传播方向经三棱镜后向底边QR的方向偏折.根据光在三棱镜中的折射现象做到出:当光射向三棱镜时,其出射光线的传播方向总是向三棱镜变厚的方向由P→QR偏折的.

如图2甲所示,通过凸透镜的三条特殊光线的出射光线.根据凸透镜的结构中间厚,边缘薄,因此凸透镜相当于两块互相倒置的三棱镜叠合成中间比边缘厚的形状.

凡是平行于主光轴线的光线,如光线L1通过凸透镜的出射光线向凸透镜较厚的中间方位偏折,即出射光线都会聚于焦点F.

光线凡是经过焦点的入射光线如光线L2,通过凸透镜后的出射光线向凸透镜较厚的中间方位偏折,即出射光线都平行于主光轴线.

凡是入射光线的方向经过凸透镜的光心,如光线L3那么出射光线就一律沿原方向不变.

同样,根据上述方法可做到出通过凹透镜的三条特殊光线的出射光线,如图2乙所示.

3 利用光在凸透镜中的折射原理作出物体的成像光路

光在传播过程中具有独立性.一个物点通过光具成像,物点发射的光线通过这一光具后都会经过像点如图3所示.同时一个物点部分光线通过光具也能成像,若在图3中用黑纸将凸透镜的上半部分遮住,射向上半部分的光线将不再到达S′点,但通过透镜下半部的光线仍能成像点S′上,只是参与成像的光线减少而使像的亮度减弱而已,根据这一道理,我们只要画出几条特殊的光线,就可确定像的位置.

结合凸透镜的特殊光线,通过物点A作出相应的像点A′,现在分别作出同一物体AB在不同物距u:即u>2f,u等于2f,f

物距U像距VU与V

关系同异侧像的性质正、倒立大小虚实像

应用

实例

u>2ffv异倒立缩小实像照相机

u等于2fv等于2fu等于v异倒立等大实像测焦矩

f2fu

u等于f//不成像/

u3.2 从物体的成像光路中关于像距V和物距U的定性讨.

(1)当u等于2f时,易知v等于2f(如图4).

(2)当u>2f时,由图4知,AB向左移动(即U变大),A′必沿QP向F2点移动,B′点也必沿NO点向F2点移动,OB′减小,做到u>2f时,v<2f.

同理,U减小时,V增大,做到u<2f时v>2f.

(3)AB移至无穷远时,可认为AO平行于MN且重合,A′移至F2,OF2等于f,F2为焦点.

AB移至物方焦点F1时,四边形A4OF2P为平行四边形,OR平行于PQ(如图4),无交点,不成像,透射出平行光.

3.3 从物体的成像光路中,像性质的讨论.

如图4中,AB、A1B1、A2B2、A3B3分别表示同一物体在u>2f、u等于2f、f

A′、A1′、A2′点分别是AO、A1O、A2O的折射光线与PQ的交点,且AB、A1B1、A2B2物体对应的像A′B′、A1′B1′、A2′B2′分别在主光轴MN的两侧,此时像是倒立的实像;如A3′点是A3O与PQ光线的反向延长线的交点,且A3B3与A3′B3′位于MN的同侧,是正立、虚像(如图4).

综上所析,可知.

(1) u等于2f是成放大实像或缩小实像的转折点.

(2) u等于f是成实像与虚像的转折点.

(3)物体在u>f范围内成实像的过程中,当物距U从2f→f间变化时,像距V从2f到无限远运动而所用的时间相同,所以物距U在f2f范围内物体移动有:V物>V像.

物体在u>f范围内成实像过程中,如图4的成像光路所示,物体AB向光心方向A4B4位置移动时(U变小),像A′B′向远离光心的无穷远处移动(V变大),且像越来越大,即当物距增大,则像距减小,像变小;反之,像要变大,像距变大,而物距就必须减小.

3.4 根据凸透镜成像规律,应用于动性题.

例如,某人用一架焦距不变的照相机,先给一个人拍了一张2英寸的全身像,再要用它给这个人拍一张2英寸的半身像,那么相机与人距离,暗箱的长度应做如何调整?这类问题中的相机与人的距离就是物距U,暗箱长度即为像到透镜中心的像距V,拍2英寸的全身像转变为拍2英寸的半身像的过程,相当于对应原半身像的大小在变大,即“像要变大,像距变大,而物距就必须减小”.因此,相机应缩短与人之间的距离,同时适当调整拉长暗箱的长度,方能拍做到清晰的半身像.

再如,一物体从凸透镜10倍焦距处向凸透镜焦点靠近时,关于像和像距大小(即光屏位置)怎样变化?由题中物距U从10f减小到f,属物距变小,则根据“物距变小,像距变大,像变大.”即光屏还须适当远离透镜中心.

从本质上领悟光的折射原理,深刻理解和掌握凸透镜折射的特殊光线,根据光具成像中物像的对应性,作出物体的成像光路.为此一环紧扣一环,不仅深刻理解光的折射和凸透镜成像的知识点,并且非常有利于学生直观掌握凸透镜成像规律,也有利于学生直观地理解动性成像问题,同时提高学生的学习兴趣,激励学生的求知.

结论:适合不知如何写光的折射方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于光的折射论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。

凸透镜成像规律难点突破策略探微
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凸透镜成像规律学案
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看透凸透镜成像规律
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