凸透鏡成像
因為光經過不同物體(媒介)具有折射的現象,可以使用一個凸透鏡將其一側之物體形成一個實像於另一側,請探究此現象。
實驗材料:
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現象說明
在一個凸透鏡兩側安排一支蠟燭及一個屏幕,藉由調整蠟燭、凸透鏡及屏幕之距離,得以在屏幕是看到蠟燭之實像。 |
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探究問題
- 2.1 如何安排蠟燭凸透鏡及屏幕,使得蠟燭可以透過凸透鏡成一實像於屏幕上。
- 2.2 固定蠟燭與屏幕距離,可以挪動調整凸透鏡相對位置,在屏幕上看到實像。
- 2.3 相對於物體,實像方位與大小和它們相對位置之關係為何。
- 2.4 續上,是否有定量的關係。
- 2.5 還有哪些可能的成像?就是除了實像,可以觀察到其它現象?
實作項目
- 3.1 以3D印表機印出相關物品的座(如下圖)。
- 3.2 將蠟燭與屏幕固定在鋁擠型滑軌相距一段距離(如下表一),移動凸透鏡,直到觀察到蠟燭成像於屏幕上。
- 3.3 續上,是否可以找到兩個凸透鏡的位置,可以觀察到實像於屏幕上。
- 3.4 紀錄物體與透鏡距離(稱為物距)及透鏡與屏幕距離(稱為像距),如下表二。
- 3.5 改變蠟燭與屏幕距離,重複上述實驗。
- 表一:固定蠟燭與屏幕距離,調整透鏡,尋找成實像的位置。
- 表二:記錄物距與像距
物距p(cm) 像距q(cm)
物距倒數1/p(1/cm) 像距倒數1/q(1/cm) 分析與結論
- 4.1 能及時調整出蠟燭透過凸透鏡成一實像於屏幕。
- 4.2 改變蠟燭與屏幕距離,移動凸透鏡尋找成立實像之位置,記錄物距與像距之數據。
- 4.3 繪製像距與物距關係圖。
- 4.4 能轉化像距及物距倒數,繪製它們之間的關係圖。
- 4.5 由上述數據圖中萃取出重要物理量。
- 4.6 除了實像,還有觀察到哪些現象?
5.教學目標與評量
- 5.1 動手操作技能。
- 5.2 能經由觀察並進行敘述。
- 5.3 能以Excel作圖,並轉化相關數據。
- 5.4 能從數據圖中萃取出重要物理量。
- 5.5 報告與口語表達能力。