2024年新鲁科版八年级上册物物理教学课件 第三章 光现象3.5 凸透镜成像的规律

第5节

凸透镜成像的规律八年级初中物理第三章

光现象学习目标1.通过实验探究，归纳总结凸透镜成像的规律。3.能够应用凸透镜成像规律解决一些生活中的实际问题。2.知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。4.知道照相机、投影仪、放大镜及望远镜的成像原理及调节方法。探究凸透镜成像的规律知识点一

问题·假设：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距

有什么关系？凸透镜对光的偏折程度跟凸透镜的焦距有关系，所以研究物距和像距的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。方案·证据：如图所示，为了探究凸透镜的成像规律，我们可以将点燃的蜡烛放在距离凸透镜较远的位置，将蜡烛逐渐靠近凸透镜的同时调节光屏到凸透镜的距离，使烛焰在光屏上成清晰的像。观察烛焰在不同位置所成的像，记录蜡烛到凸透镜光心的距离(物距u)及像到凸透镜光心的距离(像距v)，分析凸透镜成像的特点。OF2f光屏（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度。使它们的中心处于同一高度，这样像才能成在光屏中心。（3）把蜡烛移向凸透镜（u=2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。（2）把点燃的蜡烛放在较远处（u>2f），然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。（4）把蜡烛移向凸透镜（f＜u＜2f），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。（5）把蜡烛继续靠近凸透镜（u=f），移动光屏，观察是否能够成像。（6）继续向凸透镜移动蜡烛（u<f）并调整光屏的位置，你能在屏上得到蜡烛的像吗？撤去光屏，从光屏一侧向透镜方向看去，能否观察到蜡烛的像？像在什么位置？记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。改变物距，重做这一步。像不能成在光屏上；撤去光屏，从光屏一侧直接用眼睛向透镜方向看去观察到蜡烛正立、放大的虚像；像位于物的同侧。205656122012182323181086（7）将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜的焦距f=10cm)。（1）焦点是成实像和虚像的分界点。当u＞f时成实像；当u<f时成虚像；当u=f时不成像。（2）二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。当u＞2f时，成缩小的实像；当u=2f时，成等大的实像；当f＜u＜2f时，成放大的实像。（3）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。（4）凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。解释·论证物距（u）像的性质相对凸透镜位置应用倒正大小虚实像距（v）u＞2f倒立缩小实像f＜v＜2f与物异侧照相机u＝2f倒立等大实像v＝2f与物异侧测焦距f＜u＜2f倒立放大实像v＞2f与物异侧投影仪u＝f不成像u＜f正立放大虚像——与物同侧放大镜（1）所选凸透镜的焦距最好在10～20cm之间，太大或太小都不方便。交流·评估（2）应把蜡烛、凸透镜、光屏按顺序安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰中心、光屏的中心和凸透镜的中心大致在同一高度，这样做的目的是使烛焰通过凸透镜成的像能完整地成在光屏中央，便于观察。典例1

在探究“凸透镜成像规律”的实验中，已调好的实验装置如图所示，凸透镜在光具座50

cm刻度线处，凸透镜焦距为10

cm。（１）先将蜡烛移到光具座上35

cm刻度线处，只移动光屏，可在光屏上得到烛焰所成的清晰、倒立、_____的实像。放大（2）保持透镜位置不变，将蜡烛放到光具座上15cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上得到烛焰所成的清晰、倒立、______的实像。(3)在(2)的基础上将透镜换成焦距为8cm的凸透镜，发现光屏上的像变得模糊，应将光屏_______（填“远离”或“靠近”）凸透镜，光屏上又可得到清晰的像。（4）此时再把蜡烛和光屏位置对调，_____（填“能”或“不能”）得到清晰的实像，理由是光在折射时_____________。缩小靠近光路是可逆的能解析：由题可知，凸透镜的焦距f

=10cm，凸透镜在50cm刻度线处，当蜡烛移到35cm刻度线处时，u

=50cm-35cm=15cm，满足f<u<2f，此时凸透镜成倒立、放大的实像。当蜡烛位于15cm刻度处时，u

=50cm-15cm=35cm，满足u>2f，此时凸透镜成倒立、缩小的实像。对比两透镜，由于后者焦距变小，蜡烛和透镜未动，物体相当于“变远”了。根据“物远像近”的特点可知，要使像变清晰，只要把光屏靠近凸透镜即可。由于在光的折射中光路是可逆的，因此把蜡烛和光屏位置对调，仍能得到清晰的实像。答案：（1）放大（2）缩小（3）靠近（4）能光路是可逆的生活中的透镜知识点二1.照相机原理：照相机是利用凸透镜能成倒立、缩小的实像的原理工作的。照相机的镜头相当于一个凸透镜，胶卷相当于光屏。2.幻灯机原理：幻灯机的原理是凸透镜能使物体成倒立、放大的实像。3.放大镜原理：放大镜实质就是一个凸透镜，把放大镜放在被观察物体上方，适当调整放大镜与物体之间的距离，就可以观察到放大、正立的像。4.望远镜望远镜的结构②目镜：靠近眼睛的一组凸透镜，焦距较短。相当于一个放大镜，物体(物镜所成的实像)经目镜成正立、放大的虚像。①物镜：靠近被观测物体的一组凸透镜，焦距较长。相当于照相机的镜头，远处的物体经物镜在焦点附近成倒立、缩小的实像。望远镜的构造

视角视角物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。

从眼睛的光心向观察物体的两端所引的两条直线的夹角即为视角。课堂小结u>2f

：倒立、缩小的实像，f<v<2fu=2f

：倒立、等大的实像，v=2f照相机，望远镜物镜原理u=f：平行光束，不成像幻灯机原理f<u<2f

：倒立、放大的实像，v>2f放大镜原理u<f：正立、放大的虚像凸透镜成像的规律D随堂练习1.如图所示，是一款手机屏幕放大器，其主要部件是一个透镜，通过它就可以看到正立、放大的手机视频画面，下面关于它的说法错误的是（）A．该透镜是一个凸透镜B．通过透镜看到的画面是放大的虚像C．手机离透镜的距离要小于该透镜的焦距D．手机离透镜越近看到的像越大2.在探究凸透镜成像规律时，记录实验数据并绘制了物距u和像距v之间的关系图象（如图所示），下列说法正确的是（）A．当物体从距凸透镜16

cm处移到10

cm处的过

程中，其所成像逐渐变大B．当u=8

cm时，在光屏上得到放大的像C．实验过程中移动光屏，只要光屏上观察到像就可以直接利用光具座上的刻度尺读取此时物距所对应的像距大小D．该凸透镜的焦距是16

cmAA3.校园内外安装了许多监控探头，监控探头中的镜头相当于（）A．凸透镜

B．凹透镜

C．凸面镜