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在初中物理中,求透镜焦距的方法主要有以下几种:
一、实验测量法
- 使用平行光源(如太阳光)沿主轴方向照射透镜,在透镜另一侧放置光屏,调节光屏位置使光斑最小且最明亮,此时光屏与透镜的距离即为焦距。
- 若使用远物成像法,调节光屏位置使远处物体成像清晰,光屏与透镜距离近似为焦距。
成像法(物距-像距法)
- 通过光具座固定光源和光屏,移动透镜使光屏上呈现倒立实像,记录物距$u$和像距$v$,代入公式$f = frac{u cdot v}{u + v}$计算焦距。
- 对于虚像,需将像距$v$取负值代入公式。
二、公式计算法
透镜成像公式
- 公式为$frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v}$,其中$u$为物距(实像取正值,虚像取负值),$v$为像距。
- 通过调整物距和像距,使成像满足透镜特性(如倒立实像时$v > 0$,虚像时$v < 0$)。
薄透镜焦距公式
- 对于薄透镜,焦距公式为$frac{1}{f} = (n - 1) left( frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2} right)$,其中$n$为透镜折射率,$R_1$和$R_2$分别为透镜前后曲率半径。
- 该公式仅适用于薄透镜,厚透镜需采用其他方法。
三、注意事项
虚像处理: 成像公式中虚像的像距需取负值,但实际测量时光屏无法接收虚像,需通过移动物体到无穷远(物距趋近于无穷大)或使用特殊光源(如激光)间接测量。 实验误差
通过以上方法,初中生可掌握透镜焦距的测量与计算技巧。