初二下册物理北京版 -凸透镜成像规律课件

凸透镜成像规律

初二年级物理

如图，凸透镜能成缩小的实像，此时物体离凸透镜较远。

如图，凸透镜能成放大的实像，此时物体离凸透镜较近。

如图，凸透镜能成放大的虚像，此时需通过凸透镜才能看到虚像。

同一个凸透镜能成缩小的像，也能成放大的像，那凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像呢？这节课学习的内容，就能回答这个问题。物距u像距v光具座

如上图，为了探究凸透镜成像的条件，我们需要光具座、凸透镜、发光物体、光屏。实验时，我们要观察发光体发出的光经过凸透镜折射后，在光屏上形成的像，是放大还是缩小的。一、探究凸透镜的成像规律物距u像距v光具座为了描述物体和像的位置，我们需要测量物距u和像距v。光心：薄透镜的中心点。物距u：物体到凸透镜光心的距离。像距v：像到凸透镜光心的距离。

物距u像距v光具座同一个凸透镜，改变物距u，像距v和像的性质会发生什么变化呢？如上图，为此我们改变物距u，将像距v和像的性质记录下来，然后分析寻找成缩小及放大像的条件。当然，只测量一组数据是不行的，我们将物体从远处逐渐靠近凸透镜，连续实验得到多组数据，从实验数据中寻找凸透镜成像规律。次数物距u/cm物高像距v/cm像高放大或缩小正立或倒立实像或虚像

本实验采用同一个凸透镜（焦距f=10cm）。当u=27cm、24cm、21cm、18cm、

15cm、12cm、

9cm、

6cm时观察像距、像高和像的性质，并记录实验数据。下面我们开始实验。

分析实验数据f=10cm

观察数据表发现，第1—第3次实验，物体都成缩小实像，第4---第6次实验物体都成放大实像。我们猜测，物距在21cm、18cm之间存在某一点，在这一点物体的像由缩小实像变成放大实像。在18cm<u<21cm,应该存在一个位置，物体在此处，成等大实像。

为了找到这个位置，我们缩小物距的间隔为1cm，即当物距u为21cm、20cm、19cm、18cm时，观察物体像的性质及像高。

下面我们一起实验，看能不能找到物和像大小相等的位置。

经过实验，得到上面的数据表。观察数据表发现，物距为21cm时，物体成缩小实像，当物距为20cm时，物体成等大实像，物距为19cm时，成放大实像。显然物距为20cm处是临界位置，物距u>20cm，物体成缩小实像，物距u<20cm时，物体成放大实像。而20cm=2f，因此2f处是物体成缩小像和放大像的分界点。由此，我们发现物体在物距大于2f=20cm的位置，都成缩小倒立实像。所以，u>2f时,物体成倒立缩小实像，像距在f<v<2f.

下面，我们接着分析，物体的像由实像演变成虚像的临界位置应在哪个区间次数物距u/cm物高像距v/cm像高放大或缩小正立或倒立实像或虚像6

124格22格

放大

倒立实像

7

94格

大于4格

放大

正立

虚像864格大于4格放大正立虚像

观察数据表发现，物距为12cm时，物体成放大实像，当物距为9cm时，放大虚像。那么在物距大于9cm小于12cm这一区间，应存在一个临界点，物体在此处，由成实像转变为成虚像。为了找到这个位置，我们在缩小物距的间隔为1cm，即当物距u为12cm、11cm、

10cm、9cm时，观察物体的像的性质及像距。

下面我们一起实验，看能不能找到物体由成实像到成虚像的临界位置。

经过实验测量，我们得到如下数据

观察数据表发现，物距为11cm时，物体成放大实像，当物距为10cm时，不成像。物距为9cm时，物体成放大虚像。即物体由成实像到不成像（u=10cm），再到成虚像。显然，不成像的位置就是临界点。而10cm正是透镜的焦距，这个临界点就是焦点处。不难得出结论：

u<f,物体成正立放大虚像；

u>f,物体成倒立实像。综合归纳实验数据得到：（1)u>2f时,物体成倒立缩小实像.(2)u=2f，成等大倒立实像。(3)u>f,物体成倒立实像。

(4)u=f，物体在此处不成像；(5)u<f,物体成正立放大虚像；

分析数据表：成实像又分缩小实像、放大实像。

u>2f时，成缩小实像。则放大实像就只能是大于一倍焦距又小于二倍焦距。

即

f<u<2f,物体成倒立放大实像。

综合分析数据，发现物距与像的性质存在对应关系。（1）u>2f,物体成倒立缩小实像，f<v<2f.（2）u=2f,物体成倒立等大实像，v=2f.（3）f<u<2f,物体成倒立放大实像，v>2f.（4）u<f,物体成正立放大虚像，v>u

本次实验采用f=10cm的凸透镜，换用焦距f=5cm的凸透镜，改变物距观察像的性质和像距，得到实验数据，我们分析一下，得到结论是否相同。次数物距u/cm物高像距v/cm像高放大或缩小正立或倒立实像或虚像

1144格7.82格多缩小倒立实像2124格8.5约3格缩小倒立实像3104格104格等大倒立实像484格13.36.5格放大

倒立

实像564格3020格

放大

倒立

实像654格

734格

大于4格

放大

正立

虚像824格大于4格放大正立虚像

综合分析f=5cm得到的数据，发现物距与像的性质存在对应关系。（1）u>2f,物体成倒立缩小实像，f<v<2f.（2）u=2f,物体成倒立等大实像，v=2f.（3）f<u<2f,物体成倒立放大实像，v>2f.（4）u<f,物体成正立放大虚像，v>uf=5cm

凸透镜成像规律。二、用做光路图的方法研究凸透镜成像的性质1、u>2f时：烛焰的像在f<v<2f，像是倒立缩小实像。2、当u=2f时:

烛焰的像在v=2f，像是倒立等大实像。3、当f<u<2f时:烛焰的像在v>2f，像是倒立放大实像。4、当u=f时:不成像。5、当u<f时:成正立放大虚像。

我们通过做光路图，得到的结论与实验探究得到的实验结论一致。凸透镜成像规律：

三、凸透镜成像规律的应用照相机幻灯机探照灯放大镜眼镜

1、照相机：成倒立缩小实像。我们看与凸透镜成像规律的那一条相对应？物距u/cm像距v/cm放大或缩小正立或倒立实像或虚像应用u>2ff<v<2f

缩小

倒立

实像照相机u=2fv=2f

等大

倒立

实像f<u<2fv>2f放大倒立实像u=fu<f放大正立虚像

照相机的工作原理图2、测量焦距：当u=2f时，烛焰的像在v=2f，像是倒立等大实像。3、幻灯机：当f<u<2f时，烛焰的像在v>2f，成倒立放大实像。物距u/cm像距v/cm放大或缩小正立或倒立实像或虚像应用u>2ff<v<2f

缩小

倒立

实像照相机u=2fv=2f

等大

倒立

实像f<u<2fv>2f放大倒立实像幻灯机u=fu<f放大正立虚像幻灯机的工作原理图4、探照灯的工作原理：F当u=f时，光源在焦点处发出的光线经过凸透镜折射后变成平行光。物距u/cm像距v/cm放大或缩小正立或倒立实像或虚像应用u>2ff<v<2f

缩小

倒立

实像照相机u=2fv=2f

等大

倒立

实像f<u<2fv>2f放大倒立实像放大镜u=f探照灯u<f放大正立虚像5、放大镜：当u<f时，成正立放大虚像。物距u/cm像距v/cm放大或缩小正立或倒立实像或虚像应用u>2ff<v<2f

缩小

倒立

实像照相机u=2fv=2f

等大

倒立

实像f<u<2fv>2f放大倒立实像放大镜u=f探照灯u<f放大正立虚像放大镜实际放大镜就是凸透镜，当u<f时，成正立放大虚像。晶状体发生形变，例如变厚了，凸透镜（晶状体）的焦距变了，人眼看到的景物成像在视网膜前，眼睛看不清远处的景物、黑板上的文字，这就是近视眼。眼前放一凹透镜，使光线发散一些，使人眼看到的景物成像在视网膜上，所以近视眼镜的镜片是凹透镜。近视眼：6、眼睛和眼镜：晶状体发生形变，例如变薄了，凸透镜（晶状体）的焦距变了，人眼看到的景物成像在视网膜后面，眼睛看不清近处的景物、文字，这就是远视眼，也叫老花眼。在眼睛前面放一凸透镜，使光线更会聚一些，让近处的景物、文字成像在视网膜上，这就是远视眼镜，也叫老花镜。远视眼（老花镜）的镜片是凸透镜。远视眼：四、凸透镜成像规律的几个推论

（1）ｕ＝ｆ是成实像与虚像的分界点

（2）ｕ＝２ｆ是成放大像与缩小像的分界点

（3）凸透镜成实像时一定是倒立的（4）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大

（5）ｋ放大率＝ｖ／ｕ，（ｖ＞ｕ放大的像，ｖ＝ｕ等大的像，ｖ＜ｕ缩小的像）（6）凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大。（ｕ＜ｆ时，放大镜）

（7）凸透镜成缩小像时一定是实像顺口溜：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；二倍焦距物像等；像的大小像距定；实像与物异侧倒，物近像远像变大；虚像与物同侧正，物远像远像变大；下面，我们用一个课件来复习一下，凸透镜成像规律和这几个推论。需要同学们要牢记凸透镜成像规律；牢记凸透镜成像规律的几个推论。并应用规律和推论解决问题。五、课堂练习1、物距u：

距离。

像距v：

距离。

物距u：物体到透镜光心的距离。

像距v：

像到透镜光心的距离。

次数物距u/cm物高像距v/cm像高放大或缩小正立或倒立实像或虚像

1354格141格多

缩小

倒立

实像2304格152格

缩小

倒立

实像3254格16.52格多缩小倒立实像4204格204格等大

倒立

实像

2、观察上面第1到第4次实验记录表，回答问题：（1）因为u=2f时成等大倒立实像，上面实验中用到的凸透镜的焦距是

厘米。（2）u＞2f时，物体成

实像。

（1）10（2）倒立缩小

次数物距u/cm物高像距v/cm像高放大或缩