5.科学探究：凸透镜成像 (4)

,第四章在光的世界里,第5节科学探究：凸透镜成像,以上都是生活中常见的透镜，他们成的像有什么不同呢？,学习目标1.能正确区分凸透镜和凹透镜.2.能正确在图中标出凸透镜的主光轴、光心、焦点和焦距.3.理解凸透镜对光起会聚作用、凹透镜对光起发散作用.4.理解凸透镜成像的规律.5.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系.6.理解透镜规律的应用.,透镜的种类有哪些？,1.透镜的概念,透镜是利用光的折射原理制成的光学器件.,2.透镜的种类,凸透镜中央厚、边缘薄，（如远视镜片）,凹透镜中央薄、边缘厚，（如近视镜片）,让凸透镜正对着太阳光，通过透镜的太阳光可以聚集到一点上，这个点是凸透镜的焦点.焦点到凸透镜中心的距离叫做焦距.,凸透镜对光有会聚作用，那么凹透镜也能使光会聚吗？,3.焦点和焦距,使平行于透镜主光轴的几束光射向凸透镜，光从凸透镜的另一侧射出，观察到凸透镜能使平行于主光轴的光会聚到一点上.,实验现象说明凸透镜对光有会聚作用.,（1）凸透镜对光的作用,4.透镜对光的作用,使平行于透镜主光轴的几束光射向凹透镜，光从凹透镜的另一侧射出，观察到凹透镜能使平行于主光轴的光向外发散.,实验现象说明凹透镜对光有发散作用.,（2）凹透镜对光的作用,O,F,5.透镜的焦点和焦距,焦点：平行于主轴的光通过凸透镜后会聚于一点.焦距：焦点到凸透镜中心的距离.,焦距,焦点,（1）凸透镜的焦点和焦距,主光轴,F,焦点,凸透镜有两个实焦点,知识拓展,虚焦点,F,焦距,（2）凹透镜的焦点和焦距,平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散，发散光线的反向延长线相交于主光轴上，它不是实际光线的会聚点，叫虚焦点(F).,F,凹透镜有两个虚焦点,F,知识拓展,F,F,F,F,1.通过光心的光线:传播方向不改变.,2.平行于主光轴的光线:经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点.,3.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出.对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出.,6.透镜的作图：三条特殊光线,光路可逆,1.完成下图中的光路图（画出每条入射光线对应的折射光线）.,解析：延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴.平行于主光轴的光线经凹透镜折射后，其折射光线的反向延长线过焦点，如图所示：,拿一个凸透镜正对着太阳光，在把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变得最小、最亮，测量这个最小、最亮的光斑到透镜光心的距离，这就是焦距.,太阳光离我们非常远，射到地面的阳光可以看做平行光.想一想，怎样利用阳光测量凸透镜的焦距？,凸透镜对所有光都起会聚作用,凹透镜对所有光线都起发散作用,（一）提出问题：,像的实虚、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有什么关系？,（二）猜想与假设：,可能与物体到透镜的距离有关.,1.所需实验器材有哪些？答：光具座（带刻度尺）、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏.2.实验器材的安装规则是什么？答：摆放顺序可以从左到右依次为蜡烛、凸透镜、光屏.使蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上.注意：调整它们的高度，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.,（三）设计实验,理解物距、像距、焦距概念,物距：物体离凸透镜的距离.像距：像到凸透镜的距离.焦距：焦点到凸透镜光心的距离.,理解实像与虚像的概念,实像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜后会聚成的，是能量的聚集，可以用光屏承接.虚像不是实际的光线会聚成的，在像的位置上没有能量聚集.因此光屏上不能成像，但可以通过透镜直接看到像.,分别使物距u在1.大于二倍焦距（u2f）2.大于一倍焦距小于二倍焦距（fu2f）3.小于一倍焦距（uf）的范围内，观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化.,（四）进行实验,用一支蜡烛作为发光体，一块白色的硬纸板作为屏，研究蜡烛的成像情况.,像与物距的关系,凸透镜的焦距f=cm,把实验中得到的数据和观察结果填入下表.每个小组可以选择适当的物距，并与各小组共享测量的数据.,1.像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？,2.在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？,（五）分析与结论,焦点是实像和虚像的分界点，当物距小于焦距时，成虚像，当物距大于焦距时，成实像，当物距等于焦距时，不成像.,二倍焦距是缩小像和放大像的分界点.,分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律.,3.像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？,成实像时都是倒立的，成虚像时都是正立的.,4.实验过程中在光屏上找不到像的原因有：（1）烛焰、凸透镜、光屏三者中心（2）当物体在焦点外侧处于靠近焦点处时，物体成像很，超过了光具座的范围，光屏接收不到像.（3）烛焰，凸透镜不能成像.（4）当烛焰时，虚像不能用光屏承接到.,不在同一高度.,远,正好在焦点上,在焦点以内,大于2倍焦距,倒立、缩小、实像,当u2f时,1.凸透镜成像规律,等于2倍焦距,倒立、等大、实像,当u=2f时,小于2倍焦距大于1倍焦距,倒立、放大、实像,当fu2f时,等于1倍焦距,不成像,当u=f时,小于1倍焦距,正立、放大、虚像,当uf时,1、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？,成实像时物像异侧成虚像时物像同侧,2、当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？,物距减少像距增大即物