22.如图﹣1所示,人眼的功能类似于照相机。学习了凸透镜成像规律后,小明对人眼和照相机如何成清晰的像,进行了进一步研究。
(1)人眼结构中,视网膜到晶状体的距离不变,相当于“探究凸透镜成像规律”实验中,
到凸透镜的距离不变,能否看清远近不同的物体,可能与晶状体的焦距有关;使用变焦照相机拍照,能否得到清晰的像,可能同时与焦距和像距有关。于是他用图﹣2装置进行探究。
(2)实验前,调节“F”光源和光屏的中心在凸透镜的主光轴上,是为了使像呈现在
。
(3)实验主要步骤:①保持光屏到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节“F”光源到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、物距和像的高度。
②保持
到凸透镜的距离不变,换上不同焦距的凸透镜,调节光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成清晰的像,分别记录焦距、像距和像的高度。
(4)实验数据如下表所示:
物体的高度H=5.0cm
实验序号 | 物距u/cm | 像距v/cm | 焦距f/cm | 像的高度h/cm |
1 | 17.1 | 15.0 | 8.0 | 4.4 |
2 | 30.0 | 15.0 | 10.0 | 2.5 |
3 | 60.0 | 15.0 | 12.0 | 1.3 |
4 | 25.0 | 11.8 | 8.0 | 2.4 |
5 | 25.0 | 16.7 | 10.0 | 3.3 |
6 | 25.0 | 23.1 | 12.0 | 4.6 |
①分析
三组数据可知:当像距不变时,物距变大,要成清晰的像,凸透镜焦距要变大。
②分析4、5、6三组数据可知:当物距不变时,凸透镜焦距越
,像距越大,像也越大。
根据以上探究可知:人眼是通过调节晶状体焦距来看清远近不同物体的:用变焦照相机在同一位置拍摄同一物体时,是通过同时调节焦距和像距,使物体成大小不同的清晰的像。
(5)实验结束后,小明和同学们进行了如下交流:
①人长时间看近处物体,眼睛容易疲劳。学习较长时间后,建议同学们适当远眺,使睫状体放松,晶状体变
(选填“厚”或“薄”),焦距变大,舒缓眼疲劳,保护眼睛。
②用变焦相机拍完西安钟楼的全景后,要在原地把钟楼上的钟拍得更大一些,应该把照相机的镜头
(选填“向前伸”或“往后缩”)同时增大焦距。