日期:2022-06-20
這是《透鏡成像》反思,是優秀的物理教案文章,供老師家長們參考學習。
透鏡作為一種優美的理想化工具,其成像原理在物理中普及。
借用網上凸透鏡成像規律圖一張如下。
以上圖中的u=v=2f這種情況為例,一般初中物理書中的論斷為,當u=2f時,在v=2f處成倒立等大的實像。
透鏡成像,在教學中被劃分為了兩種—實像、虛像。這兩種像在教材中沒有明確的定義,但可以如下文這樣去理解—實像是由實際光線匯聚而成,它能在一塊漫反射的光屏上顯示出像來;虛像則不是由實際光線匯聚而成,其光束在觀察處實際上是發散的。就虛像而言,當人或者觀察工具,逆著這些發散光的方向去觀察時,能夠看到像的存在。物理學上,發散光線的反向延長線的交點組成的是虛像。
由此可見,此“虛像”等同于前文中“像”的性質。那么實像呢,如果按照反向延長線匯聚的要求來看,在v<=2f的時候,(不考慮眼的額外匯聚功能)實像實際上并不存在。如下圖A處眼所看,并不能看到像,因為反向光線是發散的。只有在v>2f時,如圖中B處眼能看到v=2f處有倒立等大的像。注意,這個倒立等大的像,同樣是“虛像”,它同樣是由光線反向延長線匯聚而臆成。
綜上所述,u=2f的凸透鏡成像,并沒有什么實像在v=2f處所成,能成的仍然是虛像。如果一定要說實像,那是所有的匯聚光通過漫反射的光屏改變方向,重新成為新的發散光源之后所成。那么此時的理想化的光屏實際上與蠟燭等同,它就是光源,它就是發散光的源頭。當觀察時,光屏是像,是所謂的“實像”;但這個意義上,當觀察時,蠟燭同樣也是像,也是所謂的“實像”。蠟燭與光屏有什么不同呢?
有人可能會分辨,蠟燭是物,而光屏是像。那么在觀察者的角度,兩者有何不同?
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