【物理探究凸透镜成像规律实验步骤】在物理实验中,探究凸透镜成像规律是一项基础而重要的内容。通过该实验,可以理解凸透镜如何影响光线的传播,并掌握物距、像距和焦距之间的关系。以下是对该实验步骤的总结与归纳。
一、实验目的
1. 掌握凸透镜成像的基本规律。
2. 理解物距(u)、像距(v)与焦距(f)之间的关系。
3. 通过实验验证凸透镜成像公式:$ \frac{1}{f} = \frac{1}{u} + \frac{1}{v} $。
二、实验器材
| 器材名称 | 数量 | 说明 |
| 凸透镜 | 1个 | 焦距已知 |
| 光屏 | 1个 | 用于接收像 |
| 蜡烛或光源 | 1个 | 作为物体 |
| 光具座 | 1套 | 用于固定透镜、光屏和物体 |
| 刻度尺 | 1把 | 测量距离 |
三、实验步骤
1. 安装仪器:将凸透镜、光屏和光源依次放在光具座上,调整它们在同一水平线上。
2. 确定焦距:通过移动光源和光屏,找到清晰的像,记录此时的物距和像距,计算出凸透镜的焦距。
3. 改变物距:依次将物体(蜡烛)放置在不同的位置,如大于两倍焦距、等于两倍焦距、介于一倍焦距和两倍焦距之间、等于一倍焦距、小于一倍焦距等。
4. 观察成像情况:在每个物距下,调节光屏位置,直到出现清晰的像,并记录物距(u)、像距(v)以及成像性质(实像/虚像、放大/缩小、正立/倒立)。
5. 重复实验:对不同物距进行多次测量,确保数据准确。
6. 整理数据:将所有实验数据记录在表格中,分析物距、像距与成像性质的关系。
四、实验数据记录表
| 物距 u(cm) | 像距 v(cm) | 成像性质 | 是否成实像 |
| 大于 2f | 小于 2f | 倒立、缩小、实像 | 是 |
| 等于 2f | 等于 2f | 倒立、等大、实像 | 是 |
| 介于 f 和 2f | 大于 2f | 倒立、放大、实像 | 是 |
| 等于 f | 无限远 | 不成像 | 否 |
| 小于 f | 虚像 | 正立、放大、虚像 | 否 |
五、实验结论
1. 当物距大于两倍焦距时,成倒立、缩小的实像。
2. 当物距等于两倍焦距时,成倒立、等大的实像。
3. 当物距介于一倍焦距和两倍焦距之间时,成倒立、放大的实像。
4. 当物距等于焦距时,不成像。
5. 当物距小于焦距时,成正立、放大的虚像。
通过本实验,可以更直观地理解凸透镜成像的规律,为后续光学知识的学习打下坚实的基础。


