1. 物體通過透鏡成像,為了便于描述和分析成像情況,我們把物體到透鏡的距離稱為
物距
,用字母
u
表示；像到透鏡的距離稱為
像距
,用字母
v
表示。
答案：物距
u
像距
v
2. 在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)把蠟燭、凸透鏡和光屏放在一條直線上,點(diǎn)燃蠟燭后,應(yīng)把凸透鏡、光屏和燭焰的中心調(diào)整到
同一高度
。在凸透鏡成
實(shí)
像時(shí)要用光屏接收,成
虛
像時(shí)只能用眼睛直接觀察。
答案：同一高度
實(shí)
虛
3. 根據(jù)對凸透鏡成像規(guī)律的探究結(jié)果,填寫下表。
|物距$u與焦距f$的關(guān)系|像距$v與焦距f$的關(guān)系|像的性質(zhì)|物、像與透鏡的位置關(guān)系|像能否成在光屏上|
| | |正立/倒立|放大/縮小|實(shí)像/虛像|同側(cè)/異側(cè)|
|$u＞2f$|
f＜v＜2f
|
倒立
|
縮小
|
實(shí)像
|
異側(cè)
|
能
|
|$u = 2f$|
v=2f
|
倒立
|
等大
|
實(shí)像
|
異側(cè)
|
能
|
|$f ＜ u ＜ 2f$|
v＞2f
|
倒立
|
放大
|
實(shí)像
|
異側(cè)
|
能
|
|$u = f$|
不成像
||||||
|$u ＜ f$|—|
正立
|
放大
|
虛像
|
同側(cè)
|
不能
|
答案：f<v<2f
倒立
縮小
實(shí)像
異側(cè)
能
v=2f
倒立
等大
實(shí)像
異側(cè)
能
v>2f
倒立
放大
實(shí)像
異側(cè)
能
不成像
正立
放大
虛像
同側(cè)
不能
問題
在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,從設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到獲取數(shù)據(jù),從分析論證到得出結(jié)論,其中采用了哪些科學(xué)方法？
點(diǎn)撥
采用了控制變量法和歸納法。
在物理學(xué)中,經(jīng)常出現(xiàn)某個(gè)物理量的變化與多個(gè)因素有關(guān)的問題,為了弄清這個(gè)物理量與各個(gè)因素的關(guān)系,通常只使某個(gè)因素變化而保持其他因素不變,找出該物理量與這個(gè)因素的關(guān)系,以此類推,找出該物理量與其他因素的關(guān)系。這種研究方法稱為控制變量法。而歸納法是指從個(gè)別的或特殊的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)而概括得出一般性原理、原則的思維方法,是一種從特殊到一般的推理方法。
在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,像距$v與物距u$、焦距$f$都有關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中保持$f$不變,研究$v與u$的關(guān)系,用的是控制變量法；在得到四種成像情況中$u和v$的各兩組數(shù)據(jù)后,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較,歸納出凸透鏡成像的一般規(guī)律,用的是歸納法。
控制變量法和歸納法是物理學(xué)研究中的兩種重要方法。
答案：控制變量法和歸納法
解析：
在探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，首先使用控制變量法，保持凸透鏡的焦距$f$不變，研究像距$v$與物距$u$的關(guān)系；隨后通過多次實(shí)驗(yàn)獲得不同成像情況下$u$和$v$的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)使用歸納法進(jìn)行分析，從而總結(jié)出凸透鏡成像的一般規(guī)律。
例題 1
探究凸透鏡成像規(guī)律時(shí),是否一定要用整塊透鏡才能成像？
點(diǎn)撥
如圖 3 - 3 - 1 所示,蠟燭通過凸透鏡成像在光屏上。如果透鏡的上半部被一張卡片擋住,還能成像嗎？如果能成像,試在光屏上畫出你認(rèn)為的像的形狀并用實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。
思考時(shí)應(yīng)考慮蠟燭上任意一點(diǎn)發(fā)出的光線能否到達(dá)透鏡,如果能到達(dá),就能成像。
答案：能成像。
像的形狀：與原完整透鏡所成的像形狀相同，仍為完整的燭焰像，亮度變暗。
實(shí)驗(yàn)證實(shí)：
1. 將蠟燭、凸透鏡、光屏依次置于光具座，調(diào)節(jié)三者中心在同一高度，使蠟燭通過凸透鏡在光屏上成清晰像；
2. 用卡片擋住凸透鏡上半部，觀察光屏，可看到光屏上仍有完整燭焰像，亮度較原像暗。
