演示聚光灯的原理

实验目的

通过改变光源位置,理解聚光灯利用凸透镜获得集中光束的原理。

实验原理

凸透镜对光有会聚作用。从凸透镜焦点发出的光,经透镜折射后平行于主光轴射出。光源在焦点以内时出射光发散,在焦点以外时出射光会聚。聚光灯把光源置于焦点附近,得到较为集中的光束。

实验器材

• 小灯泡或LED光源
• 凸透镜
• 光具座(或支架与刻度尺)
• 光屏
• 电源

实验步骤

1. 把光源、凸透镜和光屏依次放在光具座上,并调到同一高度
2. 测出凸透镜的焦距,或从标注读出焦距
3. 使光源位于焦点处,观察透镜另一侧的光束
4. 把光源移到焦点以内,观察光束变化
5. 把光源移到焦点以外,再观察光束变化

实验现象与结论

光源在焦点处时,透镜另一侧的光束接近平行;光源在焦点以内时,光束发散;光源在焦点以外时,光束会聚。说明聚光灯把光源放在焦点附近,就能得到集中的光束。

注意事项

• 灯泡发热,实验后不要立即触碰
• 不要用强光直射人眼

常见问题

聚光灯为什么能射出集中的光?

光源放在凸透镜焦点附近,发散的光经透镜折射后接近平行射出。

光源离透镜太近会怎样?

光源在焦点以内时,光经透镜后仍然发散,光束不集中。