凸透镜物像移动速度问题探讨-论文.pdf

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1、2014年10月Vo1．32No．20中学物理凸透镜物像移动速度问题探讨张立久侯恕(东北师范大学物理学院吉林长春130024)当给定凸透镜时(即焦一定时)，由于物距u的变化，导由1+1=了1(5)致像距随之变化，我们习惯上称之为“凸透镜成像的动态问题”，教师在教学过程中经常会引用一套口诀帮助学生记忆它得)=，)=(6)们之间的关系：“实像与物异侧倒，物近像远像变大；虚像与物同侧正，物近像近像变小”．那么物体的移动速度和其像的移动则『(f(f)=(7)速度之间究竟有什么关系呢?物和像移动速度之比为要讨论这个问题，

2、我们首先要明确物体的移动方式：当物体沿着主光轴方向移动，当物距随时间t发生变化时，根据凸==(8)透镜成像规律，像距和放大率m也随之发生变化；当物体沿着(负号表示相对透镜运动方向相反)垂直于凸透镜主光轴方向移动，此时物距u不变，像距和放大设’(t)与“(t)无限接近，使l≮t)一“(t)l无限接近于率也不发生变化．下面分别讨论这两种移动方式．0，此时可看做物体在运动过程中的一个点的速度，则(t)=1物体沿着凸透镜主光轴方向移动“(t)，得1．1凸透镜成虚像时物像速度关系像丽而一‘)2(9)我们知道，当物的移动区

3、间是(F，0)，则像的移动区间是(，0)，这时物像同侧．设在某时刻，物距“(t)和像距(t)，透由、(5)得，()=，以及m=簧苦，得镜的焦距厂，它们对应的关系是：像=一()物(10)一=了1(1)u(t)(t)_厂像=一物(11)因为像是虚像，故像距取负值．(9)～(11)式为同一关系的不同表达形式，像、物的符号相对(1)式整理并对时间t微分得反，表示它们在凸透镜异侧相对凸透镜的移动方向相反．一r1．当¨(￡)>2f时，m<1，‘，凸透镜成倒立缩小的实像；dt一f一(t)dt’当_厂1

4、，像>物，凸透镜成倒立放大的dvft、d『上ft、令，物，实像．则在某一具体时刻物像的速度关系为2物体沿垂直于凸透镜主光轴方向移动像：物(2)当物距u不变时，像距放大率m均保持不变，由。B根据(1)式得“(￡)=，m，得AB=m·AB，以及有=·’LIAB(L12)得像：[]z像(3)这里的AB和A曰，即代表物和像的长度，又代表了物和像像m2(4)物移动的速度，所以物和像移动速度的关系为(2)～(4)式3个关系式为同一关系的不同表达形式，、像：m。(13)物的符号相同，表示它们在凸透镜同侧同方向上运动．当

5、1)若凸透镜成实像时，m>1，>，凸透镜成正立放大的虚像．当(t)>2f，m<1，像<物，且物像在凸透镜异侧移动；1．2凸透镜成实像时物像速度关系当f<(￡)<2f时，m>1，像>物，且物像在凸透镜异侧我们知道，当物体的移动区间是(，F)，则其像的移动区移动．间是(F，。。)，这时物像异侧．设透镜的焦距，，在初始时刻物距(2)若凸透镜成虚像和像距为(t)和(t)，末时刻物距和像距为u(t)和(t)，则u(t)<厂，m>1，像>物，且物像在凸透镜同侧移动．-、石石石．、石＼I_1、S．、石牙石石-、i＼!、-、来

6、探究的：一同学敲击桌子，另一同学在桌子另一端把耳朵的实验探究，不仅节约了资源、实验效果明显，而且由于所用材贴在桌面上倾听．这样的实验探究在实际教学中效果不好，全料大多来自学生的生活中，容易寻找，因而老师演示后学生就班学生都在敲击桌子，噪声很大，而且受从空气传播来的声音会产生自己动手做一做的欲望，老师再予以适时激发引导，使的影响．因此，对该实验稍加改进：让敲击桌子换成写字，学生学生产生“如何才能做得更好”的创造动机，激励学生发明创没有听过写字声，还会感到好奇，同时这也避免了声音从空气新，想方设法使教具变得更加完美

7、、适用，这对激发学生的创造传播的影响，效果还很好．性思维，引导学生用物理学的观点重新认识自己周围环境中的在“声音”教学中利用身边的物品自制教具进行各种简单事物和现象均有重要的启迪作用．·2O·