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作者: 轶名   人气: 次  时间:2018年08月25日  星级:

中学物理是所有学科中最有意思的一门学科,虽然公认为很难,但是物理有趣且有用。中学生们不但可以从中学到知识,而且可以学到最重要的科学思维方法!这些科学思维方法才是最重要、并影响一生的真知!有了这些方法就有独立思考物理问题的能力,以后纵然遇到难题,也能独立解决。

今天,我们科普一下一个中学物理问题。

这个问题就是,你有几种方法可以测出凸透镜的焦距?

很多中学生立刻会想到中学物理中学到的两个方法,一是利用太阳光粗测焦距法;二是利用二倍焦距处物像等大测量。当然也有中学生能想出第三种方法:利用平行光照射后会聚的方法,此法类似第一种。然后呢?还有没有呢?

由于这是一个在中考物理中必须用到、偶尔也会单独考查的知识点,所以,今天我们尽可能多的说出凸透镜的焦距测量方法,正好顺便复习一下相关凸透镜知识。

实验测量凸透镜焦距的五种方法具体如下:

一、太阳光聚焦法(粗测焦距法):把凸透镜正对阳光,再把一张纸放在它的另一侧,改变透镜与纸的距离,直至纸上出现的光斑变得最小、最亮,此光斑所在处即为凸透镜的焦点。用刻度尺测量出这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离,即为焦距!(利用的物理知识是:“平行于主光轴的光线通过凸透镜后会折射成为过焦点的光线”。太阳光为平行光,通过凸透镜后会聚于焦点处。该方法误差较大,只能作为粗测焦距的方法)

二、二倍焦距法:在光具座上一次放置蜡烛、凸透镜和光屏,然后点燃蜡烛并使蜡烛火焰的中心、凸透镜的光心、光屏的中心在同一高度,接着调节蜡烛火焰到凸透镜的距离和光屏到凸透镜的距离,直到光屏上的像与蜡烛火焰等大为止,此时用刻度尺测出物距。物距的一半就等于焦距。(利用的物理知识是:当物体在二倍焦距处时,其所成的像在二倍焦距处、且成的是倒立、等大、实像。)

三、平行光源法:将一束平行光沿着主光轴方向射到凸透镜上,在光屏上得到的折射光线相交于一点,即焦点,测出此点到凸透镜光心得距离,即为焦距。(该方法类似第一种方法,只不过不再利用太阳光这种平行光源,而是利用人造平行光。)

四、焦点入射法:在凸透镜的一侧放一个发光的点状光源,比如小灯泡,在凸透镜的另一侧放一光屏,沿主光轴移动小灯泡,直到光屏上得到一个与凸透镜直径相等的原型光斑为止,测出小灯泡到凸透镜的距离即为焦距。(此方法其实是把第三种方法“平行光源法”反过来测量。利用的物理知识:“过焦点的光线通过凸透镜后会折射成平行于主光轴的光线”。)

五、焦点不成像法:通过凸透镜观看物体,当观察到放大的物体的像时,调节物体到凸透镜的距离,当物体从看得见到刚好看不见时,测出物体到凸透镜的距离即为焦距。(该方法利用的物理知识是:物体在焦点上时不成像。)

以上五个方法中,第四个方法利用了逆向思维法,想象一下手电筒就明白了。第五个方法是最有意思的一种现象,任何一位玩过放大镜的朋友们都应该发现过此现象。当我们拿着放大镜看物体时,让凸透镜距离物体由近及远时,就会发现物体的像先正立变大、然后变得模糊消失、然后倒立变小!可是很少有人知道,那个模糊的位置恰恰正是焦点的位置! 

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