用计算机研究凸透镜的成像规律

凸透镜成像规律是高中物理教材《光的反射和折射》一章的重点、难点内容 ,利用计算机技术把透镜成像规律动态地呈现出来 ,有利于揭示规律 ,降低难度 ,提高课堂效率。1　凸透镜成像的规律和研究方法1 .1　凸透镜成像规律ａ .物、像位置 (物距、像距 )关系 ,不同物距的成像性质 (成像或不成像 ,像的正立、倒立、放大、缩小 ,实或虚 )。ｂ .物像移动问题 (移动方向、速度关系、物像间距变化问题 )。以上两点都是凸透镜成像规律的重点内容。本章的另一个重点内容是透镜成像作图法 ,即利用特殊光线研究物体成像问题。本章的难点在于上面的规律 (…     

利用“动态作图法”巧记“凸透镜成像的变化规律”

在凸透镜成像实验中,一个重要的步骤就是总结凸透镜成像的变化规律。而学生对其成像规律往往是掌握不准,记的不牢而导致用的不熟,为了帮助同学们更好的记忆,不妨采用下面介绍的方法试一试。因凸透镜成像的规律是根据光在均匀介质中沿直线传播和光的折射规律得到的,要找到一个物点所成的像点的位置,则可利用从物点发出的射向凸透镜的三条特殊光线来确定,即:①平行于主轴的光线,折射后经过凸透镜的焦点。②通过光心的光线方向不变。③通过凸透镜前焦点射向凸透镜的光线,折射后平行于主轴。作图时只要找到其中任意两条折射光线的交点(或反向延…     

例谈透镜成像观察范围的确定

透镜成像观察范围的确定,可分为以下二种情况: 一、物体的位置不动,眼睛处于什么范围内能看到像——即确定目域方法是:1.确定物体像的位置;2.根据物体的边界点和与之对应的像点,作出入射光线的边界光线和折射光线的边界光线;3.根据边界光线确定折射光线照到的区域,即为目域.     

不同观测方式下平面折射成像的位置

平面折射不能严格精确成像,在一定条件下可以近似成像,其像点应分为子午像和弧矢像。通过理论分析和实验验证表明,不同的观测方法会观测到不同的像,它们和观测者具有不同的相对位置关系。     

探究水的折射率的五种测定方法

高中物理新课标关于“探究光的反射和折射的规律”提出了明确要求:光的折射的规律既有过程性的要求“探究”,又有终结性的要求“了解”,强调对规律的探究。水的折射规律是一个值得探究的重要问题,本文拟对水的折射率的测定方法进行如下探究。1成像法原理利用水面的反射成像和水的折射成像。方法如图1所示,在一盛满水的烧杯中,紧挨杯口竖直一直尺,在直尺的对面观察水面,能同时看到直尺在水中的部分和露出水面部分的像,若从点P看到直尺水下最低点的刻度B的像B′,(折射成像)恰好跟直尺在水面上刻度A的像A′(反射成像)重合,读出AC、BC的长,…     

光学系统成像的解析几何方法

<正>1 引言 传统上,光学系统(诸如反射、折射球面,透镜及其组合)的成像问题,采用高斯(或牛顿)公式和横向放大率公式,或采用作图求像法来解决,以求出给定物的像的位置和大小、正倒、虚实等,但要得出不同区间的物的成像规律,必须经过很多重复步骤的计算或作图才能得出结果,而且得出的结果是零散的,不易记忆。本文给出一般光学系统的解析几何方法,与光学专业的同行商榷。     

透镜成像作图的几个要点

透镜成像作图是教学中的一个难点．其实,只要找出透镜成像作图的规律,掌握其实质,便可化难为易．透镜成像作图的要点可概括为:“三线,两点,一对应”．所谓三线就是我们通常说的三条特殊光线．即:①通过光心的光线不改变传播方向;②平行于主光轴的光线折射后通过透镜的焦点;(或折射线的延长线通过焦点)③通过焦点(或延长线通过焦点)的光线折射后平行于主轴．两点:就是指物点和像点．其意义是: 所有的人射光线必过物点(光线从物点发出), 所有的折射光线必过像点(或延长线过像点)．     

几何光学教学札记

在几何光学的教学和教研的实践中,发现有许多问题值得记录下来.遂写成札记.现将其中的几篇集结、整理成文供参考.1 线状物成像作图的一条重要光线物点经透镜成像,物点和像点的关系应满足透镜公式.在物点、透镜被确定后,像点也就被唯一确定,也就是说,物、像之间具有——对应关系.物、像的这种关系也可以通过用透镜成像作图法确定.——对应关系在几何光学作图中的一个重要涵义是:过物点的光线折射后必过像点(包括折射光线的反向延长线过虚像点);过像点的折射线所对应的入射线必过物点.据此,我们想到,如果成像的不是物点,而是一线状物(直线     

由物像位置关系得出的透镜成像判断方法

几何光学中的一个基本内容是求像,本文通过对物像位置关系的分析,得出快速判断透镜成像规律的方法.     

平面折射成像规律(高三)

物体处在透明介质(如水、玻璃等)中,发出的光经介质射向真空,光在介质的平面分界面处发生折射.这时从介质外观察物体,看到的是物体的像.这称为平面折射成像,其成像规律如何呢?     

探究根据物点和像点确定凸透镜成实像时的位置

如果已知一个物点S和一个(实)像点S′,试画出凸透镜并标出焦点F的位置.根据凸透镜的性质及成像规律,即要画光路图来确定凸透镜位置以及焦点的位置.对于初中阶段只限于利用几     

凸透镜成像实验看到四种像的困惑及释疑

凸透镜成像一次实验看到四种像,经分析、实验验证得出看到的四种像,一种是凸面镜反射成像,一种是凹面镜反射成像,另两种是来自物体的光经凸透镜和眼睛两次折射成的像。明确来自物体的光,经凸透镜一次折射只成一种像。     

天宫课堂之水球光学实验浅析

分析了单球面折射系统的折射原理,根据该原理计算了光线在水球里的两种不同传播路径下的折射规律。在不同物距条件下,对第一种路径的折射规律进行了详细计算,并分别得出结论;利用依次成像法分析了第二种路径的成像规律。利用分析结果解释了天宫课堂水球光学实验的“一球双像”的实验现象。     

透镜成像“佯谬”辩析

凸透镜的成像规律告诉我们:位于一倍焦距上的物体经透镜折射后不成像,在一倍焦距以外的物体经透镜折射后成倒立的实像,这个实像既能呈现在光屏上,又能被眼睛观察到。然而,进行“研究凸透镜成像规律”实验时发现:眼睛通过透镜能观察到位于一倍焦距上的物体的像,在靠近透镜处观察到的位于一倍焦距以外的物体的像不是倒立的而是正立的,眼睛在成像处观察却不见像,这是为什么?是成像规律有误,还是     

薄透镜成像中像和物的直线性对应关系的几何法证明

《物理教师》1983年第2期在“问题讨论”栏刊登的《薄透镜成像中像和物的直线性对应关系是否成立》一文,用解析法证明了“在近轴光学范围内薄透镜在成像过程中,像和物的直线性对应关系”。这个问题也可以运用几何光学中透镜成像的基本规律给出一个简捷的证明。设在同一直线上的三个发光点A、B、C,放在透镜的同侧,求证它们的像A′、B′、C′在同一直线上。证明:根据发光点通过薄透镜成像的意义,发光点发出的光线通过透镜后,所有折射光线(或折射光线的反向延长线)将相交于一点。因此,对每个发光点我们可以任选两根光线,作出相应的折射光线,折射光线的交点即为发光点的像。现在对于处于同一直线上的三     

用幻灯片演示凸透镜成像规律

凸透镜能成倒立放大(或缩小)的实像,以及正立放大的虚像,从成像作图法可知,由于从同一个发光点P发出的两条光线经透镜折射后的相交点(或折射线延长线的相交点)就是实物的像点,取下列两条常用的光线来分析,就可以确定出像点的位置(见图1(a)所     

虚物的成像规律及作图方法

物体的成像规律及作图方法贯穿几何光学的始终,在折射或反射、特别是在光具组的成像过程中,往往会出现虚物的作图求像,而教材又没有具体阐明相应的内容,针对这种情况,在近轴条件下,用平行于主光轴的入射光线的性质阐明虚物在各光学元件中的成像规律,并对主光轴上虚物点的作用给出一般的方法。     

“平面镜成像”教学优化策略

浙教版初中《科学》教材内容很简单,但涉及的知识点、考点很多,考试难度加大,如七年级下册第一章第五节《光的反射与折射》中的＂平面镜成像＂,总共只有63个字,但蕴含许多中考考点。在杭州市的中考说明中,是这样描述的：理解平面镜成像规律的得出与光反射定律之间的联系;理解虚像的物理意义;能直接应用平面镜的成像规律作出虚像,找出物、像的对应关系。     

略谈光具成像的作图

光具成像的作图是几何光学中的重要知识内容。在《考试说明》中,光具成像作图属B级要求。故认识光具成像规律、掌握其成像的作图,尤为重要,下面就平面镜和透镜的成像作图谈一些认识。一、光具的成像几何光学中的像是相对于物而言的。点光源发出发散光束,发散光束的顶点,就是物点。人在四面八方,都能看到这个物点。如果物点发出的光,经过反射或折射形成的光束仍有一个顶点,这个顶点就叫像。如图1-甲、1-乙、1-丙所示。其中,S代表物点,S′代表像点。     

水中物体成像问题的分析

用两种方法讨论了水面下物体的成像问题,得出单心光束经水面折射后成为非单心光束,存在像差的结论。