眼睛通过凸透镜看像的不确定性
江苏牧医学院-座谈
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中
初中敖掌
参考 第32060卷第67
tpr6月期
郑明泉 赵金光
(河北省馆陶县文教体局教研室057750 河北省馆陶
县沿村中学057750)
物体在凸透镜上既能成实像,也能成虚像,实像
能用光屏接收到
,而虚像不能用光屏接收,只能被人
眼看到,如果没有光屏,人通过凸透镜看到的像是什
么
样子呢?
这是个最容易出错的问题,其实教材中介绍了与
这方面相关的小实验,如人教版义
务教育三年制初级
中学教科书《物理》第一册的引言部分,介绍了一个小
实验:如图1所示
,隔着放大镜看物体,总是放大的
吗?其中就涉及到眼睛通过凸透镜看像的问题.
图1 隔
着放大镜看物体,总是放大的吗
人教版课程标准教材八年级,在学习了“凸透镜
成像”后也
布置了一个小实验:找一个圆柱形的玻璃
瓶,里面装满水.把一枝铅笔水平地放在水瓶的一侧, 透过水瓶,可以看到那支笔.把笔由靠近水瓶的位置
向远处慢慢地移动,透过水瓶你可以看到一个
有趣的
现象.描述这个现象.与前面用凸透镜所做的实验相
比,有什么共同之处?有什么不
同?该实验用水瓶代
替凸透镜,其本质也是用眼睛通过凸透镜观察像的
问题.
教
科版课程标准教材八年级,也是在学过“凸透
个“观察实像”的小实 ▲
验:实像能用光屏
接
收.如果不设光屏,你
能不能观察到实像? 图2你能观察到实像吗
如图2所
示,用实验检验你的想法.
可见,不同版本教材增加的这些小实验,都涉及
眼睛通过凸透镜
看像的问题,如果我们放手让学生观
句
E-maillphy@tie21 corn <
br>察,问他们看到了什么?他们得出的结论常常是不一
致的.有的说看到了实像,有的说看到了虚
像,有的说
像是正立的,有的说像是倒立的,有的说看不到像,有
的说看不清楚等.为什么
会有这么多差异呢?其实用
眼睛通过凸透镜看像时,其中存在着许多的不确定
因素. 一
、
像的虚、实是看不出来的
有人说,通过观察能将实像、虚像分辨出来,这是
不对的.实像点是由实际光线会聚而成的,成像后光
线继续沿直线传播到眼睛,在视网膜上
再次成像引起
视觉,于是我们就看到了像,如图3甲所示;虚像点是
由光线的反向延长线会
聚而成的,眼睛也接收到了光
线,这些光线同样可以在视网膜上成像而引起视觉,
如图3乙
所示.所以实像和虚像都是光线射人人眼而
在视网膜上成的像,只凭眼睛是分辨不出来的.
田 乙
图3
像的虚、实可以靠光屏检验出来,实际光线的交
点在光屏上成像,而
虚像不是实际光线的交点,所以
它不能成在光屏上;在成实像的位置放上光屏,光线
在光屏
上发生漫反射,从而扩大了像观察的范围,此
时我们可以在较大范围内看到光屏上物体的像;如果 <
br>我们将光屏取走,像也是实际存在的,这时看像需把
眼睛放在立体角n的内部,才会有光线射到
眼中,如
图4所示;人眼如
果处于其他位置,
光线射不到眼中,
人是看
不到物体的像.
图4
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V01.
36 NO.6
Jun.2007
中 :}b量 学参考
二、什么时候眼睛看像
不清楚
正常人眼看物体时,物体在人眼25 cm处时,物
体最清楚,正常人眼的近 点是10 cm,再近,人眼就
会看不清楚了.
眼睛通过透镜看物体
图5
时,虽然像不是那么直观,
如果人眼距像的距离很近,小于近点的距离,此时是
看
不清像的,如图5所示.
三、像的倒立、正立不但与物距有关。也与眼睛的
位置有关 平时我们只注意到,凸透镜成实像时,在光屏上
看到的是倒立的像.但用眼看时,如果人眼在像点
之
后,看到的就是倒立的像;当人眼处于像点之前时,光
线还没有会聚成像就射入了人的眼
睛而在视网膜上
成了像,这时我们看到的就是正立的像.如远视眼镜
是凸透镜,戴远视眼镜
的人看物体时,得到的都是正
立的像,就是因为人眼在像的与透镜之间的缘故.
可见,通过
透镜看像有很多不确定性,教材中安
排这样的小实验既可以提高学生的兴趣,扩大知识
面,
也为学生提供了一个开放的空间,在讨论、比较中
学生的观察、分析问题的能力得到提高.基于教材中
小实验的灵活性,中考题中也出现了不少这方面的考
题,但试题的严密程度令人担忧. <
br>例1(2001年,河北)小明拿一个直径较大的放大
镜伸直手臂看远处的物体,可以看到物体
的像,下列
说法正确的是 ( )
A.观察到的像一定是正立的
B.观察到的像
一定是虚像
C.观察到的像一定是倒立的
D.观察到的像一定是放大的
分析“远
处的物体”,说明物距大于2倍焦距,
通过凸透镜应该成实像;“直径较大”说明成像的立体
角较大,人眼能在较大范围内看到物体的像;“小明伸
直手臂”,说明眼睛应该在像之后,故看到的
像应该是
倒立的,应选C.你看,题中所加的限制为选择提供了
很大的方便,把不确定的因
素都回避了.
例2(2003年,黄冈)小华参加展览会,在一个小
展室里看一个女导游在
介绍商品,试着与她握手,却
发现是一个虚拟导游,可望不可即.后来他发现这个
女导游只
是一个玻璃屏风后倒立的电视机屏幕上经
初中教学
过处理的一个形象而己,如
图
6所示.则这个玻璃屏风
是 镜,这个虚拟导
游是 像(选填“虚”
或“实”)
,电视机屏幕与玻
图6
璃屏风的距离应满足的条件是 .
分析 由像与物的关系
可知,玻璃屏风是个凸透
镜,正是因为它的“大”,人们观察像的范围也会增大,
这是个实
像,电视机屏幕与玻璃屏风的距离应满足的
条件是大于玻璃屏风的1倍焦距而小于2倍焦距.
“虚拟导游”是一种先进的动态三维成像技术,它
将动画角色人物成像到某一台面上的自由空间,构
成
动态的、绘声绘色的虚拟人物.该装置放置在入口、走
廊、门厅等处,可充当导游、解说
员、演讲员等角色,极
具吸引力和新颖性.虽然真正的“虚拟导游”系统要复
杂得多,但其
光学的基本原理与该题是一致的.
例3(2005年,南昌市) 如图7所示为琦琦同学的
照片,透过
凸透镜去看
琦琦的照
园
片,看到的
甲 乙 丙
丁
像是图中的
图7
图,这个像是 (填“实像”或“虚像”).
分
析该题的限制很少,只是透过凸透镜去看琦
琦的照片,所以看到的结果会存在许多的不确定性. 当照片在1倍焦距与2倍焦距之间,人眼在像之后
时,看到的就是倒立、放大的像,甲可能;当照
片在1
倍焦距以内,看到的是正立、放大的像,乙可能;当照
片在2倍焦距以外,人眼在像
之后时,看到的就是倒
立、缩小的像,丁也可能,只有丙是不可能的,故该题
有多种答案.
但参考答案中提供的是乙,很明显,命题
者只考虑了其中的一种情况.
参考文献
1九年义务教育三年制初级中学教课书物理第一册.北京:
人民教育出版社.2001
2义
务教育课程标准实验教科书物理八年级.北京:人民教
育出版社.2004
3义务教育课程
标准实验教科书物理八年级.北京:教育科
学出版社.2004年
4徐航.关于成像的几个
问题.物理教学,1984,3
弱
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