凸透鏡影像實驗

九龍塘學校 (中學部)

中三級綜合科學2011 – 2012

實驗報告 - 2

透鏡影像	班別：
	姓名：                    (    )

實驗目標：

探究物距的變化對像距及影像的影響。

實驗原理：

光線通過凸透鏡會聚在焦平面，形成實像；光線也可能通過透鏡後呈發散，延長通過會在光源一方的某點，形成虛像。影像的大小、種類及像距都會受物距的影響。

實驗設計：

把凸透鏡放置在發光物體和屏幕之間，調節凸透鏡與屏幕之間的距離 (像距)，可把影像清楚投射至屏幕上。本實驗的目標是要探究物距的變化如何影響像距及影像的種類及大小，所以我們需要改變物距，並觀察影像，及量度相應的物距。

實驗的獨立變項 / 自變項：      物距

實驗的應變項：                            像距 / 影像大小

                                                        _____________________________________________

要準確量度獨立變項和應變項，我們可利用 直尺 作量度工具。

實驗儀器和器材：

有燈泡 (連物體)            1                              凸透鏡連座                    1

屏幕                                1                              米尺                                1

像開始不出現在屏幕時，物距 = ____________ cm

結果演譯與討論：

1.    從觀察所知，當物體遠離凸透鏡時 (長物距)，形成的像是 倒立 / 正立、放大 / 縮小，

而且 能 / 不能投射在屏幕上。

2.    圖一結果顯示，物距減少時，像距會 增加，兩者呈 反向 關係。

3.    圖二結果顯示，像距增加時，影像的大小會 增加，兩者呈 正向 / 正比 關係。

4.    當物距少於 __________ cm時，像不再投射在屏幕上。從透鏡方向望向物，所觀察到的影像是 正立 和 放大 的。

5.    表中結果顯示， (1/u + 1/v) 的數值接近 1/f。這個數值並不隨物距變動而改變，所以是一個 常 數。

6.    凸透鏡的焦距 f 等如 (1/u + 1/v) 的倒數，

              所以，      1/f   = 1/u + 1/v

                                f       = 1 (1/u + 1/v)

                                        = __________

隨了利用公式 1/f = 1/v + 1/u 計算凸透鏡焦距，還有什麼更便捷容易的方法找出焦距？這方法涉及的物理原理是什麼？

方法一：把很遠物體的光線透過凸透鏡，在屏幕上產生影像。由於遠處光線是平行光線，穿過透鏡後必定會匯聚並把影像形成在焦平面上。量度焦平面與透鏡距離就可以找出焦距

方法二：把平行光線投射向凸透鏡，光線穿過透鏡後必聚合在一點，這點就是焦點。量度焦點與透鏡的距離就是焦距

結論：

從本實驗的結果顯示，

像距隨物距的減少而上升，兩者呈反向關係。所產生的影像是上下倒置和為實像。影像大小與像距呈正比關係。