一個凸透鏡出現五個像?沒一個初中生能解明白!什麼物理原理?

2021-01-08 物理畢業班

這是一個非常神奇的物理實驗,凡是平時不注意觀察的初中生們、高中生們、甚至絕大部分人都很少看到這個奇特物理現象!對於初中生們來說,由於需要掌握的知識點比較簡單,物理老師們一般很少告訴初中生們這種奇特物理現象,以免節外生枝、畫蛇添足現象出現。

初中物理光學知識點中,最重要的知識點莫過於「凸透鏡成像及其應用」了!除此之外還有光的直線傳播、光的反射、平面鏡成像、光的折射、光的色散、物體的顏色等小的知識點。

在中考物理中,凸透鏡成像規律及其應用是每年必考內容,考查方式多樣,可以是選擇題、填空題、作圖題、實驗題!因此,初中生們應該牢固掌握此部分知識點。

我們來看一下這個奇特的物理現象,順便總結一下此部分中考物理知識點!

大家有沒有注意到,以上凸透鏡成像的各個圖中,最多出現了幾個像?

竟然多達五個!

可是,在我們平時物理實驗室做的這個實驗不都是只有一個像麼?這是怎麼回事呢?沒錯,可是那一個像是成在光屏上的,今天看到的這些像不只是在光屏上!

我們依次來看一下,凸透鏡後面的牆上有一個我們平時最熟悉的非常清晰明亮的倒立實像,此像的大小取決於物距,當蠟燭位於一倍焦距和二倍焦距之間時,成的是倒立放大的實像。當蠟燭位於二倍焦距時,成的是倒立等大的實像,當蠟燭位於二倍焦距之外時,成的是倒立縮小的實像。當蠟燭位於一倍焦距以內時,成的是正立放大虛像!

再仔細觀察凸透鏡本身鏡面上,竟然也成了兩個像,一個正立像,一個倒立像。這兩個像是怎麼形成的呢?原來,這是由於凸透鏡有前後兩個表面,我們都知道平面鏡成像其實就是在鏡子的表面成像的,而且在學平面鏡成像時,我們特別強調過,所用的玻璃不能太厚,因為玻璃的前後表面都能成虛像!因此,凸透鏡鏡面上呈現的兩個像其實就是凸面鏡和凹面鏡成像而已。由於凸面鏡成正立虛像,凹面鏡成倒立虛像,因此出現了一正一倒兩個虛像!

真正的凸面鏡和凹面鏡成像如下圖所示。

再看一下上面那幾幅圖中的第二幅圖中,地板瓷磚上面也出現了一個正立虛像,這個非常好解釋,由於瓷磚表面非常光滑,出現了蠟燭火焰的虛像而已,屬於平面鏡成像!

最最奇特的屬於那個藍色倒立的像了,這個像到底是怎麼形成的呢?在做實驗的過程中發現此藍色像是隨著拍攝鏡頭的移動而移動的,所以,這個像是不是由於攝像鏡頭鏡片之間多次反射而形成的像!至於具體原因,留作專業人士來回答吧。

有關中考物理中的凸透鏡成像原理及其應用,經常考查的知識點都是老師們在課堂上經常強調的那幾點。能夠做出光路圖,並且在腦海中能有凸透鏡成像的動態演示過程,這類題就不在話下!

中學生朋友們,萬物之理謂之物理,養成見物思理的習慣吧,為了美好的未來,加油!

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