初中物理实验

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1、微小长度变化的测量,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,初中物理实验,有关光学的实验,本讲座的光学实验均以几何光学为理论基础,几何光学的三个基本定律：,光的直线传播定律,光的反射定律,光的折射定律,光的直线传播,光在同一种,均匀物质,里沿直线方向传播,。,光的直线传播,光的直线传播的一个例证：针孔照相机,小孔成像的特点是,:,小孔成像是光的直线传播所形成的有趣现象。小孔所成的像是实际光束形成，可以使照相底片感光。小孔成像时，像的形状与物相似，与孔的形状无关。小孔减小时，像变得清晰，但亮度减小。,光的直线传播,光的直线传播的一个例证：针孔照相机,有关小孔成像的下列说法中

2、,正确的是,:,A.,小孔所成的像可以是彩色的,.,B.,像的清晰度跟小孔的大小无关,.,C.,将照相底片放在光屏处可以拍摄到像,.,D.,成像用的小孔必须是圆形的,.,答案,:A,C,光的直线传播,光的直线传播的一个实验：小孔成像,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食与月食,从光源发出的光,照射到不透明的物体上时,会在物体后面形成一个光线照射不到的黑暗区域,这就是物体的,“,影,”,点光源,障碍物,影,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食与月食,障碍物受扩展光源照射时，在屏上形成本影和半影,.,扩展光源,障碍物,光的直线传播,光的直线传播的另一个例证：日食,日全食,日偏食,光

3、的直线传播,光的直线传播的另一个例证：月食,月全食,月偏食,当月球整个都进入本影时，就会发生月全食；但如果只是一部份进入本影时，则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。有时月球只进入半影，这就称为半影月食。在半影月食发生期间，月亮将略为转暗，但它边缘并不会被地球的影子所阻挡。,人是怎样观察到光线的直线传播,只有当光束进入人眼时，方能引起视觉效应，人眼所能看到的只是,光束的顶点,，而不是光线的本身。,P,P,P,P,P,光的直线传播,光的反射,反射定律：反射角等于入射角。,入射角,反射角,光的反射,平面镜成像特点,物体在平面镜里成的是正立的虚像，像和物体大小相等,像和物体以镜面为对称。,光

4、的反射,利用作图法求平面镜成像的位置,S,O,S,光的反射,利用作图法求入射光线与反射光线的路径,S,S,光的反射,为了在镜看见自己的全身像，镜子至少应当有多高？,H,h,光的反射,平面镜前有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,A,光的反射,平面镜前有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,B,光的反射,平面镜前有一个物，眼睛能不能看到其虚像？,C,光的反射,画出通过该平面镜所能看到物的范围。,光的反射,地面有一不透明物体，眼睛在,0,点，通过天花板上的平面镜，人眼能看到的右侧地面最大的范围。,0,F,E,光的反射,平面镜的反射,光的反射,潜望镜,光的反射,微小长度变化的测,-光杠杆工作原理,光的反射,微

5、小长度变化的测,-光杠杆工作原理,光的反射,平面镜的反射,光线沿,SO,方向投射到一片和它垂直的平面镜上，一定逆着,SO,方向反射回来;,若平面镜转动,角，则光线沿,OA,方向反射,SOA,=2。,S,h,A,O,微小长度变化的测量-,光杠杆工作原理,光的反射,关于线段的比例,:,光的反射,光的反射,多面平面镜的反射,根据光的反射定律，可以证明光线经过夹角为,90,的两个平面镜的反射后，出射的光线与入射的光线之间的夹角为,180,。即出射光线与入射光线平行但方向相反,.,光的反射,多面平面镜的反射,把三面平面镜相互垂直地组装在一起，就像箱子的一个角那样，这个装置称之为角反射器。,1969,年,

6、7,月，阿波罗,11,号的宇宙航行员第一次登上了月球，在上边放置了一台重,30,千克的,“,角反射器列阵,”,，它由,100,个石英制的角反射器组成，排列成,10,行，每行,10,个。角反射器刚放好，各国立即向它发射激光。宇航员还没有离开月球，科学家就捕获到了反射光。根据激光来回的时间和光速，就可以测得月亮与地球的距离。目前测月的误差已经减少到,15,厘米了。,图,4-2-4,光的反射,多面平面镜的成像特点,两块90,放置的平面镜，能成多少个像？,光的反射,多面平面镜的成像特点,光的反射,多面平面镜的成像特点,光的反射,多面平面镜的成像特点,推广至一般：两个平面镜相互之间夹角为,，平面镜所成像

7、的数目为,n-1,个，,n,由下式求得：,（360/）=,n+x,x,为小于1的数,当=90 时，可得3个像。,思考题：,当,=60 时，可得几个像？,光的反射,多面平面镜的成像特点,将两面镜子竖立在桌面上,用这两面镜子来照一下自己。你会看到：两面镜子各照出你半个面孔，两面镜子的中线恰好在整个面孔的中间，再用右手摸一下右耳，啊！真奇怪，在镜子里你竟看到自己正在摸左耳呢！,光的折射和固体折射率的测定,折射现象及其规律,光从一种物质进入另一种物质，它的传播方向通常会改变，这种现象叫做,光的折射。,折射现象及其规律,折射定律,nsini,=,nsini,其中，,i:,入射角,i:,折射,角,光的折射

8、和固体折射率的测定,i,i,n,n,光从空气斜射入水或玻璃等透明物质，折射角小于入射角；,光从水或玻璃等透明物质斜射入空气，折射角大于入射角。,i,i,n,n,n,大于,n,n,大于,n,空气,水,P,1,P,2,i,i,Q,1,Q,2,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,用量角器分别测出,i,和,i,，,并依照折射定律计算,玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,i,i,P,1,P,2,Q,1,Q,2,A,C,B,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率,O,光的折射和固

9、体折射率的测定,用激光测定玻璃砖的折射率,光的折射和固体折射率的测定,用激光测定玻璃砖的折射率,O,P,2,i,i,光的折射和固体折射率的测定,用针尖定出入射点与出射点在纸上的投影位置，用量角器分别测出,i,和,i,，,并依照折射定律计算,玻璃砖的折射率,O,D,用激光测定玻璃砖的折射率,P,1,P,2,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率-几个思考题,1.,在纸上正确地画出玻璃砖的两个界面,aa,和,bb,后，不慎将玻璃砖向,aa,方向移动了少许，折射率值是否发生改变？,a,a,b,b,a,a,b,b,2.在纸上将两个界面,aa,和,bb,画得比玻璃砖宽了少许，折射率值是否

10、发生改变？,测得的折射角比真实的要大，由,n=,sini/sini,测得的折射率偏小,光的折射和固体折射率的测定,用插针法测定玻璃砖的折射率-几个思考题,三棱镜,玻璃圆柱体,透镜成像和透镜焦距的测定,两个侧面都磨成球面(或者一面是球面,另一面是平面)的透明体叫做透镜.,凸透镜,透镜成像和透镜焦距的测定,凸透镜的成象特点：利用作图法求透镜成像位置,F,F,u,v,凸透镜的成象特点：利用作图法求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,F,F,u,v,凸透镜的成象特点：利用作图法求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,u,v,虚像,凸透镜的成象公式：,物体位置,像的位置,像的大小,像的虚实,像的正

11、倒,应用,u=,v=f,极小,实像,倒立,会聚,u,2f,2f,vf,缩小,实像,倒立,照相机,u=2f,v=2f,等大,实像,倒立,2f,uf,v,2f,放大,实像,倒立,幻灯机,u=f,v=,不成像,平行光源,u,f,像物同一侧,虚像,正立,放大镜,透镜成像和透镜焦距的测定,透镜成像和透镜焦距的测定,凸透镜的成象特点：利用公式求透镜成像位置,u,v,u:,物距，对于实物体总是取正值。,实物体是指镜前所放的物体或透镜镜前由其他透镜所成的一个实像。,V:,像距，实像是正值，虚像是负值。,f:,透镜焦距，,凸透镜,是正值，凹透镜是负值。,1/6+1/3=1/2,实物体,虚物体,透镜成像和透镜焦距

12、的测定,凸透镜的成象特点：,利用公式求透镜成像位置,F,F,u=6,v=?,f=2,1/v=1/2-1/6,=,1/3,v=3,凸透镜的成象特点：,利用公式求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,F,F,u=3,v=?,1/v,=1/2-1/3=1/6,v=6,f=2,凸透镜的成象特点：,利用公式求透镜成像位置,透镜成像和透镜焦距的测定,u,v,所以，虚像是负值。,f,凹透镜,透镜成像和透镜焦距的测定,凹透镜的成象特点：,透镜成像和透镜焦距的测定,F,凹透镜的成象特点：,透镜成像和透镜焦距的测定,F,自准直法测凸透镜焦距,位于凸透镜焦平面上物体发出的光，经透镜折射后成为平行光，若用一面反射镜

13、将这平行光反射回去，再经过原透镜，则必然成像于原焦平面上，透 镜与物之间的距离即为透镜的距离。,透镜成像和透镜焦距的测定,用准直法测凸透镜焦距,位于凸透镜焦平面上物体发出的光线，经过透镜折射后，再用一面反射镜将这光线反射回去，再经过原透镜，则必然成像于原焦平面上，用作图法可求得该像。,透镜成像和透镜焦距的测定,F,副光轴作图法,物距-像距法测量透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,u,v,光的折射,光学实验的几个技巧问题：,光源,：通常用平面图形（例如网格）做物，还需要用小灯照明，由于小灯发光的线度甚小，应在小灯和物之间加一块毛玻璃，毛玻璃起漫反射作用，使物得到均匀照明。,像屏,：实像是光束的会

14、聚中心，眼睛可以看到实像，但光束直径较小，眼睛直接观察不容易，可利用毛玻璃的漫反射，在各个角度都能看到屏上的像。,各光学元件共轴的调节：,粗调：将各个元件的中心大致在一条直线上，通常与光具座,平行。,细调：根据成像位置来调节，在移动透镜的过程中，像的中,心位置保持不变,光的折射,光学实验的几个技巧问题：,各光学元件共轴的调节：,粗调：,将各个元件的中心大致在一条直线上，通常与光具座平行。,细调：,根据成像位置来调节，在移动透镜的过程中，像的中心位置保持,不变.,由透镜两次成法求凸透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,由透镜两次成像求凸透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,(L,4f),物,小像,大像,d,L,由透镜两次成像求凸透镜焦距,d,L,u,1,v,1,u,2,v,2,透镜成像和透镜焦距的测定,1/6+1/3=1/2,1/3+1/6=1/2,由辅助透镜成像法求凹透镜焦距,透镜成像和透镜焦距的测定,由辅助透镜成像法求凹透镜焦距,A,C,C,s,2,s,2,透镜成像和透镜焦距的测定,