凸透镜焦距公式:1/f=1/u+1/v。f是透镜的焦距,这个是选择的透镜的本身固有属性。u是物距,是物体距离透镜光心O点的距离。v是像距,是成像以后的像距离透镜光心O点的距离。
根据凸透镜特性,让平行光(如太阳光)沿主轴方向入射到凸透镜上,在另一侧与透镜平行放置一光屏,调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮,此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。
凸透镜焦距如何测量
1、平行光聚焦法:
实验器材:凸透镜、白纸、刻度尺。
实验方法:取出要测定焦距的凸透镜,正对着太阳光,再把一张纸放在它的另一侧,来回移动,观察光斑(亮点)的变化。调整凸透镜的位置,让光斑变得最小、最亮。用刻度尺量出光斑到凸透镜中心的距离,记录下来。再重复以上实验2次,求3次测得距离的平均值,即为此凸透镜的焦距。
2、平行光线法:
实验器材:光具座、灯泡、凸透镜、光屏、刻度尺。
实验方法:将灯泡、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上,来回移动灯泡和光屏,直到在透镜另一侧得到一束平行光(通常情况下,平行光束难以直接观察,可借助于比较光束所形成的光斑与透镜面的大小判断,若相等则可认定为平行光束),则小灯泡的位置即为该凸透镜焦点的位置。用刻度尺测出小灯泡到凸透镜中心的距离,即为该凸透镜的焦距。再重复以上实验2次,求3次测得距离的平均值,即为此凸透镜的焦距。
3、二倍焦距法:
实验器材:光具座、灯泡、凸透镜、光屏、刻度尺。
实验方法:将灯泡、凸透镜、光屏三者中心放在同一高度上,来回移动灯泡和光屏,直到光屏上形成倒立的、等大的实像,用刻度尺测出灯泡或光屏到凸透镜中心的距离u或v,则f=u/2=v/2。重复以上实验2次,求3次测得距离的平均值,即为此凸透镜的焦距。
4、十倍焦距法:
实验器材:灯泡(较远的窗)、凸透镜、白纸、刻度尺。
实验方法:使较远的窗或正在发光的灯泡通过凸透镜在白纸上成清晰的像,用刻度尺测出光屏与凸透镜中心的距离就近似等于透镜的焦距。再重复以上实验2次,求3次测得距离的平均值,即为此凸透镜的焦距。
5、焦点不成像法:
实验器材:小灯泡、凸透镜、刻度尺。
实验方法:先使凸透镜与小灯泡紧靠,透过凸透镜观看灯泡里的灯丝,并逐渐增大凸透镜与灯泡之间的距离,从看得见到刚好看不见时,测出凸透镜与灯丝之间的距离即为焦距。再重复以上实验2次,求3次测得距离的平均值,即为此凸透镜的焦距。
凸透镜焦距范围算法例题及解析
例题:在探究凸透镜成像规律的实验中,蜡烛、凸透镜和光屏在如图所示的位置时,烛焰在光屏上恰好成一清晰像,则凸透镜的焦距可能是(C)。
A、30cm;B、15cm;C、10cm;D、5cm。
解析:物距u=40cm-10cm=30cm,像距v=56cm-40cm=16cm,物距大于像距,光屏上得到的是清晰的缩小的实像,则物距u>2f,即30cm>2f,可得凸透镜的焦距f<15cm;像距f<v<2f,即f<16cm<2f,解之得凸透镜的焦距范围为8cm<f<16cm,两个不等式的交集即为凸透镜的焦距范围为8cm<f<15cm,故选项C正确。
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