探究凸透镜成像的规律
探究物距不同时，凸透镜所成像的大小、正倒和虚实，并归纳成像规律。
动手做实验 · Virtual Lab
拖动蜡烛和光屏，像在实验室里一样
正在搭建 3D 实验台
像还是模糊的。把光屏往左移一移，找到最清晰的位置。
文字版：器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 光具座（带刻度尺）
- 凸透镜（焦距已知，如 f = 10 cm）
- 蜡烛
- 光屏
- 火柴
- 01
测出凸透镜的焦距 f：让凸透镜正对太阳光，移动白纸，找到最小、最亮的光斑，量出光斑到凸透镜中心的距离。
要点后面要根据 f 判断物距处在哪个范围。
- 02
把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度。
要点这样烛焰的像才能成在光屏的中央。
- 03
把蜡烛放在离凸透镜较远处（u > 2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，记录物距、像距和像的性质。
要点光屏向前、向后移动时像都会变模糊，最清晰的位置才是像的位置。
- 04
把蜡烛逐渐向凸透镜靠近，依次放在 u = 2f、f < u < 2f 的位置，重复上述操作。
要点每次改变物距后，都要重新移动光屏找到最清晰的像。
- 05
把蜡烛移到焦点以内（u < f），移动光屏，发现光屏上承接不到像；撤去光屏，从光屏一侧透过凸透镜观察烛焰。
要点虚像不能用光屏承接，只能用眼睛观察。
- 06
整理数据，分析像的性质与物距的关系，归纳凸透镜成像的规律。
现象
u > 2f 时，光屏上得到倒立、缩小的实像；u = 2f 时得到倒立、等大的实像；f < u < 2f 时得到倒立、放大的实像；u = f 时光屏上得不到像；u < f 时光屏上承接不到像，透过凸透镜能看到正立、放大的虚像。
结论
物距大于焦距时成倒立的实像，物距小于焦距时成正立、放大的虚像；成实像时，物距越小，像距越大，像也越大。
01 — Principle
实验原理
凸透镜对光有会聚作用。烛焰上每一点发出的光经凸透镜折射后，如果会聚到一点，就能在光屏上承接到这一点的像，所有点的像组成烛焰的实像；如果折射光是发散的，人眼逆着折射光看去，会看到由折射光的反向延长线会聚而成的虚像，虚像不能用光屏承接。
02 — Pitfalls
易错点
Q1光屏上始终找不到像，可能是什么原因？+
① 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；② 物距小于或等于焦距，成虚像或不成像；③ 物距只比焦距大一点，像距太大，超出了光具座的范围。
Q2像成在了光屏的上方，怎么调？+
说明烛焰相对凸透镜偏低（比如蜡烛燃烧变短了）。可以把蜡烛向上调，或把凸透镜向下调，也可以把光屏向上调。
Q3用纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上的像会怎样？+
像仍然是完整的，只是变暗了。烛焰上每一点发出的光，仍有一部分能通过凸透镜的下半部分会聚成像，只是会聚的光变少了。
Q4为什么有的实验用发光二极管（LED）光源代替蜡烛？+
LED 光源不会因燃烧变短而使像的位置改变，成像稳定，也更安全；做成「F」这类不对称的形状，还便于看出像的上下、左右都是颠倒的。
03 — Practice
典型例题
例 1
凸透镜的焦距为 10 cm，将蜡烛放在距凸透镜 15 cm 处，移动光屏，可以得到（ ）
例 2
实验中用不透明的纸遮住凸透镜的上半部分，光屏上的像（ ）
例 3
实验进行一段时间后蜡烛变短，光屏上的像会（ ）
例 4
光屏上已有清晰、缩小的像。保持凸透镜不动，把蜡烛向凸透镜靠近一些，为了再次得到清晰的像，光屏应（ ）
04 — In Life
生活中的应用
u > 2f
照相机
镜头相当于凸透镜，景物在二倍焦距以外，在感光元件上成倒立、缩小的实像。
f < u < 2f
投影仪
投影片在一倍焦距和二倍焦距之间，在屏幕上成倒立、放大的实像，所以投影片要倒着放。
u < f
放大镜
物体在一倍焦距以内，透过放大镜看到正立、放大的虚像。
05 — Safety
安全提示
- 注意用火安全，实验结束及时熄灭蜡烛。
- 不要用凸透镜对着太阳观察，以免灼伤眼睛。
- 不要用手触摸透镜的镜面。
同学科的其他实验
查看全部 →测量小车的平均速度
学会用刻度尺和停表测量小车沿斜面下滑的路程和时间，算出全程、上半段和下半段的平均速度，并比较它们的大小。
探究声音的产生
通过音叉、乒乓球、水花和鼓面上的纸屑，认识声音是由物体的振动产生的，振动停止，发声也停止。
真空罩中的闹钟
把响着的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出罩内的空气，再让空气进入，探究声音的传播是否需要介质。
探究固体熔化时温度的变化规律
用水浴法给海波和石蜡加热，记录它们熔化前后温度的变化和状态，画出温度随时间变化的图像，比较晶体和非晶体熔化时的特点。