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🔍凸透镜成像规律实验 - 光具座模拟、成像规律、近视远视矫正

这是八年级“透镜及其应用”的实验版:在带厘米刻度的光具座上拖动蜡烛、凸透镜和光屏,光屏上的像会随离焦程度变模糊,调到清晰时就能记录物距、像距和像的性质。还可以用平行光聚焦法测未知焦距,用表格和曲线总结“一倍焦距分虚实、二倍焦距分大小”,看遮住半个透镜、蜡烛变短时像怎么变,以及近视眼、远视眼成像和戴眼镜矫正的效果。

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如何使用凸透镜成像规律实验

  1. 1在“光具座实验”中选择焦距,拖动蜡烛、透镜和光屏(或点 ◀ ▶ 微调)
  2. 2移动光屏直到右侧“光屏上看到的”像最清晰,点“记录”,把五种情况都测一遍
  3. 3到“测焦距”“成像规律”“近视眼与远视眼”“凹透镜”页面对照规律
  4. 4在“随机练习”里做中考常见的透镜题,即时判分并看解析

常见问题

凸透镜成像规律怎么记?
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。u > 2f 成倒立缩小的实像(照相机);u = 2f 成倒立等大的实像;f < u < 2f 成倒立放大的实像(投影仪);u = f 不成像;u < f 成正立放大的虚像(放大镜)。成实像时物近像远像变大。
实验中光屏上找不到像,可能是什么原因?
常见原因有三个:蜡烛在一倍焦距以内或正好在焦点上,本来就不成实像;烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,像跑到光屏外面;像距太大,超出了光具座的长度。工具会根据当前位置提示是哪种情况。
用纸遮住凸透镜的一半,光屏上的像会少一半吗?
不会。物体上每一点发出的光都射向整个透镜,遮住一半后仍有一部分光通过另一半会聚到像点,所以像仍然完整,只是通过的光少了,像变暗。在光具座页面勾选“用纸遮住透镜的上半部分”可以直接看到。
怎样测凸透镜的焦距?
方法一:让太阳光正对透镜,在另一侧移动白纸,找到最小最亮的光斑,光斑到透镜中心的距离就是焦距。方法二:在光具座上调到光屏上出现倒立、等大的实像,此时 u = v = 2f,焦距等于物距的一半。
近视眼为什么戴凹透镜?眼镜的度数是什么意思?
近视眼晶状体太厚、折光能力太强,远处物体的像成在视网膜前方;凹透镜对光有发散作用,能让像后移到视网膜上。远视眼正好相反,用凸透镜。眼镜度数等于焦距(以米为单位)倒数的 100 倍,凹透镜记为负,例如 −300 度就是焦距约 0.33 m 的凹透镜。

功能特点

  • 光具座 0–100 cm 刻度,蜡烛、透镜、光屏可拖动,焦距 5/10/15/20 cm 可选
  • 光屏正视图按离焦程度模糊、按放大率变暗,清晰时可记录物距、像距、像的性质和应用
  • 可显示三条特殊光线;演示遮住半个透镜像变暗、蜡烛变短像上移、u < f 时看到虚像
  • 平行光聚焦法测未知焦距;成像规律表与 v–u、像高–u 曲线,可动画演示物近像远像变大
  • 近视眼、远视眼光路与眼镜度数调节,模拟“他看到的”视力表清晰程度
  • 凹透镜成像演示和 11 类随机练习题