光学实验探究公开课.docx

光学实验探究考点汇总、光的反射L实验目的：探究光的反射规律。2.实验题眼突破（1）实验仪器的选取。（2）纸板的作用（显示光的传播路径；探究入射光线、法线、反射光线是否在同一平面内）。（3）量角器的作用（便于测量反射角、入射角的大小）。（4）纸板与平面镜的放置要求及目的（纸板与平面镜应垂直，假设不垂直那么在纸板上看不到 反射光线）。（5）实验时从纸板前不同位置都能看到光的传播路径的原因（光在纸板上发生了漫反射）。（6）光路确实定（在纸板的光线上描两点，连接并标上方向）。（7）入射角与反射角的大小关系（反射角等于入射角，反射角随入射角的增大而增大）。（8）不容易观察到光的路径的解决方法：充烟雾或喷水雾；在黑暗环境（如暗室、夜晚等）；水中掺牛奶；直接用激光笔。（9） “三线共面”的判断方法（如图1,将F板绕ON前后转动，观察纸板上是否有反射 光线，假设纸板上没有光线，说明三线共面）。（10）证明光反射时，光路可逆（将激光笔逆着反射光线或沿BO方向射入，观察光是否沿 OA方向射出）。（11）探究“反射角等于入射角”的方法（改变AO的入射方向，屡次改变入射角，用量角 器分别量出多组入射角和反射角的角度，比拟两个角的大小关系）（12）屡次改变入射角大小进行测量的目的（便于得出普遍规律）。（13）数据表格的设计与记录：第1次第2次第3次入射角反射角（14）实验数据的分析及结论的总结。实验结论（1）在反射现象中，反射光线、入射光线和法线在同一平面内。（2）反射光线、入射光线分别位于法线两侧。（3）反射角等于入射角。二、平面镜成像L实验目的：探究平面镜成像特点。实验操作步骤：（1）在纸上竖一块透明深色玻璃板作为平面镜，并在纸上记下平面镜的位 置；（2）把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，观察玻璃板后面的像；（3）再拿一支没有点燃的蜡烛B放在玻璃板后面与A的像重合，在纸上记录下物和像的 位置；（4）改变位置，按照以上步骤再测几组结果；（5）用直线将对应的物像位置连起来，观察连线与平面镜的位置关系，并分别测量物与像 到玻璃板的距离。2.实验题眼突破（1）本实验所用实验方法（观察比拟法、等效代替法）。（2）实验器材选取。（3）刻度尺的作用（测量物和像到玻璃板的距离）。（4）白纸的作用（在白纸上标注镜面、物、像的位置，便于实验数据的处理）。（5）选择方格纸比白纸好（可以更加准确地确定像和物的位置）。（6）玻璃板要与水平桌面垂直放置（确保物和像重合。假设玻璃板向点燃蜡烛的方向倾斜， 那么蜡烛的像总在未点燃蜡烛的上方偏高处；假设玻璃板向未点燃蜡烛的方向倾斜，那么蜡烛的 像总在未点燃蜡烛的下方偏低处）。（7）用透明玻璃板代替平面镜的原因（玻璃透明，能透光和反射光线，易于确定像的位置）。（8）选择薄玻璃板的原因（防止厚玻璃板前后外表成像，出现多个像，产生重影）。（9）选用两支完全相同的蜡烛的原因（便于比照物像的大小关系）。（10）选择较暗的实验环境的目的（使平面镜形成的像更明显）。（11）验证平面镜成虚像（移开蜡烛B,在像的位置放一张白纸，在平面镜后面直接观察白 纸，看是否出现蜡烛A的像，发现看不到像，说明成的是虚像；）（12）屡次改变蜡烛与玻璃板的间距进行测量的目的（使实验结论具有普遍性）。（13）假设测得的物体和像到玻璃板的距离不等，可能的原因（玻璃板与桌面不垂直、后支 蜡烛与前支蜡烛在玻璃板中的像没有完全重合、玻璃板有厚度、测量长度时存在误差等一 一根据具体题目具体分析）。实验结论（1）像的大小和物体大小相等。（2）像和物体到平面镜的距离相等。（3）像和物体的连线与镜面垂直。（4）平面镜成虚像。三、凸透镜成像.凸透镜对光的作用1 .实验环境的选取（为了方便观察，本实验应选择在较暗的环境条件进行）.实验主要器材的放置顺序（在光具座上依次放置蜡烛、透镜、光屏）2 .实验前调整蜡烛、凸透镜、光屏的中心在同一高度（这样做的目的是为了使像能成在光 屏中央）.焦距的测量（1）用一束平行光通过凸透镜后在光屏上得到一个最小最亮的光斑时，焦距等于光屏与透 镜光心的距离（注意光斑应在光屏中心，读数时需要估读）（2）移动光屏到某一位置恰能在光屏上成清晰的倒立、等大的实像，此时蜡烛到透镜光心 距离的一半为凸透镜焦距（u=v=2f）.焦距范围判断例：一.物距、像距例1物体位于凸透镜前15cm处,在凸透镜后20cm的光屏上成一个清晰的像，确定这个凸透镜的 焦距范围.解析:根据凸透镜的成像规律，物体通过凸透镜在光屏上成的像一定是实像；又因为像距大于物距（v > U ），所以像一定是放大的.物体通过凸透镜成倒立、放大的实像时，物距U、像距V和凸透镜的焦距f 的关系是：fvuv2f,v>2f.又由题给信息可知：u =15cm , v =20 cm , 可得：2f>15cm>f20 cm>2 f解这两个不等式,可得7.5 cm< f <15cm和f <10cm ,同时满足这两个不等式的局部,表示凸透镜 的焦距范围，是7.5 cm< f <10cm.二、物距和像的性质例2利用放大镜观察课本上的字，透过放大镜观察到成最大像时，课本距放大镜8cm.确定这个放大 镜的焦距范围.解析：放大镜即凸透镜.利用凸透镜观察课本上的字，透过凸透镜观察到的是正立、放大的虚像根据 凸透镜成虚像的规律可知，物体越靠近凸透镜的焦点，所成的虚像越大，那么当观察到的像最大时，物距略 小于焦距.所以这个放大镜的焦距f略大于8cm.三、像距和像的性质例3利用照相机拍摄照片时，测得暗箱的长度为15cm ,求照相机镜头的焦距范围.解析：照相机的工作原理是利用凸透镜成倒立、缩小的实像,暗箱的长度即为像距v = 15cm.根据凸透 镜成倒立、缩小的实像时像距与凸透镜焦距的关系，有f < v <2f .由题意得f <15cm<2 f z解得7.5 cm< f < 15cm.即照相机镜头的焦距范围为7.5 cm< f <15cm.3 .光屏上找不到像的原因：（1）物距小于或等于一倍焦距（2）像距太大，超过了光具座的量程（3）蜡烛、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度.物距小于一倍焦距时观察像的方法，即如何观察虚像（取下光屏，从光屏一侧，通过透镜，观察蜡烛所成的像）.蜡烛燃烧变短的相关分析：（1）像的位置变化：像会逐渐向上移；（2）调节方法：蜡烛上移或光屏上移或凸透镜下移；.根据凸透镜成像规律判断仪器的移动方向和成像特点物和像的的移动方向保持一致；成实像时，物近像远大；（成实像时，物体离凸透镜越近，像越远越大）成虚像时，物近像近小；（成虚像时，物体离凸透镜越近，像越近越小）【分析数据和现象，总结结论】.根据物距与像距的关系判断成像特点（1）当u>v时，成倒立、缩小的实像；（2）当u=v时，成倒立、等大的实像；（3）当uVv时，假设能在光屏看到清晰的像（即实像），成倒立、放大的实像； 假设不能在光屏看到清晰的像（即虚像），成正立、放大的虚像；4 .实验数据正误判断（从凸透镜成像规律的角度分析）【交流与反思】.测量像距误差较大的原因（光屏上没有呈清晰的像就进行测量（或什么时候像最清晰不 好确定）5 .用纸遮住凸透镜一局部时的实验现象（还能呈现完整的像，但像会变暗）.折射现象中，光路可逆的相关分析：（1）成清晰像时，蜡烛与凸透镜位置互换仍成清晰像，折射现象中光路可逆；（2）成清晰像时，蜡烛与凸透镜位置互换后物距与像距、成像特点的判断；例：V如图，烛焰通过凸透镜后在光屏上能形成一个清晰的像，请问，这个像的特点如何？假设保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏互换一下位置，光 屏上会成像吗？为什么？解析：如图，U<V,所以凸透镜能成倒立、放大的实像，保持凸透镜的位置不动，蜡烛 和光屏互换位置，光屏上还能得到像，此时U>V,凸透镜能成倒立、缩小的实像.根据光 的折射中光路是可逆的.6 .凸透镜前加镜片的相关分析：（1）加远视镜（凸透镜）（光线提前会聚、像距变小、像变小；要仍想在光屏上得到清晰 的像，光屏应向靠近透镜的方向移动）（2）加近视镜（凹透镜）（光线延迟会聚、像距变大、像变大；要仍想在光屏上得到清晰 的像，光屏应向远离透镜的方向移动）.用发光二极管代替蜡烛的优点（成像稳定，容易比照物与像的大小关系）实验结论（1）当u>2f时成倒立、缩小的实像（照相机）,此时fVvV2f；（2）当u = 2f时成倒立、等大的实像（测焦距），此时v=2f；（3）当fVuV2f时成倒立、放大的实像（投影仪），此时v>2f；（4）当u=f时不成像；（5）当uVf时成正立、放大的虚像（放大镜）。