探究凸透镜成像的规律

实验目的

探究凸透镜成像的性质与物距的关系，归纳成像规律。

实验原理

凸透镜对光有会聚作用。设焦距为 f、物距为 u：u>2f，成倒立、缩小的实像；u=2f，成倒立、等大的实像；f<u<2f，成倒立、放大的实像；u=f，不成像；u<f，成正立、放大的虚像。

实验器材

• 光具座
• 凸透镜
• 蜡烛
• 光屏
• 火柴

实验步骤

1. 把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调节三者中心在同一高度。
2. 用平行光会聚法测出凸透镜的焦距 f。
3. 蜡烛放在 u>2f 处，移动光屏得到清晰的像，记录像的性质和像距。
4. 依次令 u=2f、f<u<2f，重复上一步。
5. 令 u=f，观察光屏上是否成像。
6. 令 u<f，从光屏一侧透过透镜观察烛焰。

实验现象与结论

u>2f 时光屏上得到倒立缩小的实像；u=2f 时得到倒立等大的实像；f<u<2f 时得到倒立放大的实像；u=f 时不成像；u<f 时光屏上接不到像，透过透镜可看到正立放大的虚像。

注意事项

• 点燃蜡烛时注意防火，远离易燃物。
• 不要用凸透镜对着太阳看。

常见问题

为什么要调节烛焰、透镜、光屏中心在同一高度？

这样像才能成在光屏中央，便于观察和测量。

蜡烛燃烧变短，光屏上的像怎么移动？

凸透镜成倒立的实像，烛焰下降，像会向光屏上方移动。