4.5科学探究凸透镜成像第二课时教学课件-教科版物理八年级上学期

4.5科学探究：凸透镜成像第二课时

教科版（2024）物理八年级上册第4章

光的世界目录素养目标01课程导入02新课讲解03总结归纳04课堂练习05正确教育素养目标1.会通过实验探究凸透镜成像的规律2.知道凸透镜所成虚实、倒正、大小像所满足的条件3.掌握从物理现象中归纳科学规律的方法

用放大镜近距离看书，看到文字被放大，可是用放大镜看远处的物体时，却看到物体成了倒立缩小的像。

同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同。为何成像特点会有如此大的差别呢？凸透镜成像遵循什么规律呢？探究凸透镜成像的规律物距和像距FFABA′B′物体AB像A′B′O光心焦点焦点①物距：物体到透镜光心的距离，用u表示。②像距：像到透镜光心的距离，用v表示。焦距f物距u像距v实验：探究凸透镜成像的规律【问题与猜想】问题：为什么凸透镜能成正立的像，也能成倒立的像？猜想：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒与物距有关。【实验材料】光具座、凸透镜、蜡烛（物）、光屏、发光二极管光具座蜡烛（物）光屏凸透镜发光二极管在光具座上由左向右依次放置器材，调整光源、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一高度。【制定方案】目的是使像呈现在光屏中央点燃的蜡烛凸透镜光屏实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒1

凸透镜焦距

f=10cm30实像缩小倒立15【进行实验】（1）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。（2）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。

实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒220实像等大倒立20凸透镜焦距

f=10cm（3）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，记录在表格中。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒315实像放大倒立30凸透镜焦距

f=10cm（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处）

，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒410

凸透镜焦距

f=10cm不成像（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒5

7虚像放大正立凸透镜焦距

f=10cm（6）数据记录汇总实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒130实像缩小倒立15220实像等大倒立20315实像放大倒立30410不成像

56虚像放大正立

像与物距的关系凸透镜的焦距f=10cm播放视频：探究凸透镜成像的规律思考1：实验中，若不小心挡住了凸透镜的上半部分或下半部分，光屏上仍能成像吗？光屏上仍能成像，所成的像变暗【交流与评估】思考2：实验中光屏上没有像的原因：①光源、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度；②光源恰好在凸透镜的焦点上；③光源到凸透镜的距离小于1倍焦距；④光源到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，导致像距过大，而光具座长度有限，光屏无法移到成像位置。思考3：在光源从很远的地方逐渐向凸透镜靠近的过程中，光源经过哪个位置以后，所成实像由缩小变成放大，经过哪个位置以后由实像变成虚像？凸透镜成像规律：u＞f时成实像，u＜f时成虚像u＞2f时成缩小的像，u＜2f时成放大的像实像都是倒立的，与物体异侧虚像都是正立的，与物体同侧物体向焦点F靠近时，像变大像距也变大一焦分虚实二焦分大小实像异侧倒虚像同侧正物近像远大下面用作图的方式探究凸透镜成像的规律①当u＞2f时凸透镜成像光路图当物距大于两倍焦距时，成倒立、缩小的实想，跟照相机的原理是一样的OFF倒立、缩小、实像物体像②当u=2f时当物距等于两倍焦距的时候，成倒立、等大的实像。OFF倒立、等大、实像物体像③当f<u<2f时物距大于一倍焦距小于两倍焦距时，成倒立、放大的实像。OFF倒立、放大、实像物体像④当u=f时当物距等于一倍焦距时，折射光线与入射光心的光线平行，所以不能成像。OFF光线平行不成像物体⑤当u＜f时物距小于一倍焦距时，能在物体同一侧看到放大的正立的虚像。OFF正立、放大、虚像物体虚像凸透镜成像规律的应用1.放大镜（1）成像原理：当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于1倍焦距时，对着凸透镜观察，可以看到物体成正立、放大的虚像。（2）调节：用放大镜观察物体时，若要让物体的像变大，应该如何操作？物远像远像变大增大物体与放大镜的距离，但物体始终要在放大镜的1倍焦距内。主要构造：1．镜头：相当于凸透镜。2．胶片：相当于光屏。3．调节控制系统：①取景窗：观察所拍景物；②光圈环：控制进入镜头的光的多少；③快门：控制曝光时间。④调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即像距；照相机的结构物距（u）像距（v）照相机的成像原理物体的光照相机镜头胶片物体的像电子感光器件和存储器件照相机的成像特点OFF倒立、缩小、实像现代照相机是利用光学或电子技术把倒立的像转变成正立的。物体像投影仪的构造凸透镜（成像）平面镜（改变光路）灯泡（发光）菲涅尔透镜（聚光）放置投影片螺纹透镜的作用：聚光。平面镜的作用：改变光路。凸透镜的作用：成倒立、放大的实像。投影仪的成像原理成像原理示意图1．投影仪（或幻灯机）成倒立、放大的实像。2．像距大于物距。3．像与物位于凸透镜的两侧。幻灯机投影仪投影仪的成像特点

放大镜成虚像时，物体发出的光经过放大镜后是发散的，但人眼睛的角膜和晶状体相当于凸透镜，能使这些发散的光会聚，在视网膜上成实像，因此我们的眼睛能看到虚像。实像与虚像

通过放大镜用眼睛看到的像是虚像，为什么我们的眼睛能看见虚像，但在光屏上却接受不到？请把针孔照相机改成带凸透镜的照相机，使它能照近处的花朵，也能照远处的景物。制作有透镜的照相机经典例题艾力同学在做“研究凸透镜成像规律”的实验，当他把蜡烛移到距离透镜34cm的地方时，在光屏上观察到如图所示的像，则该凸透镜的焦距可能是(

)A.10cm B.20cm C.30cm D.40cmA答案：A解析：从图知，此时凸透镜成倒立、缩小的像，则应有解得故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。在“探究凸透镜成像的规律”实验时，某小组测量出物距和像距的数据，并绘制成如图所示的图像，根据图像可知(

)A.该凸透镜的焦距为20cm B.当物距为30cm时，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律 C.当物距为8cm时，成倒立、放大的实像，投影仪利用了这条规律 D.把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，像逐渐变大B经典例题解析：A、分析图象中有关数据可知，物距等于2倍焦距，像距等于物距，故

，则

，该透镜的焦距为10cm，故A错误；B、当物距为30cm时，物距大于2倍焦距，成倒立、缩小的实像，照相机利用了这条规律，故B正确；C、当物距为8cm时，物距小于1倍焦距，成正立、放大的虚像，放大镜利用了这条规律，故C错误；D、把物体从距凸透镜15cm处移动到30cm处的过程中，物距增大，像距减小，像变小，故D错误；经典例题当用手机扫描健康二维码时（如图所示），下列说法正确的是(

)A.物体上的二维码是光源B.扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外C.二维码通过摄像头成的是正立缩小的实像D.要使屏幕上二维码的像变小，只需将二维码靠近凸透镜B答案：B解析：A.物体上的二维码只能反射光线，自身不能发光，不是光源，故A错误；B.由照相机的成像规律可知，成像时物距大于二倍焦距，故扫码时二维码要位于摄像头二倍焦距以外，故B正确；C.此时物距大于二倍焦距，由凸透镜的成像规律可知，二维码通过摄像头成的是倒立缩小的实像，故C错误；D.要使屏幕上二维码的像变小，由“物远像近像变小”可知，应将二维码远离凸透镜，故D错误。物距u像的性质物与像的位置像距v光屏能否承接应用u>2f倒立缩小实像异侧2f>v>f能照相机u＝2f倒立等大实像异侧v＝2f能测焦距f<u<2f倒立放大实像异侧v>2f能投影仪u＝f不成像获得平行光u<f正立放大虚像同侧|v|>u不能放大镜表格总结——凸透镜成像规律1.如图所示，烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，该凸透镜的焦距为10.0cm(

)①当蜡烛放在图中A区域时，光屏应放在图中E区域才可能呈现清晰的像②当蜡烛放在图中B区域时，光屏应放在图中F区域才可能呈现清晰的像③若光屏上要得到一个放大的像，则蜡烛应该放在图中C区域④蜡烛从图中位置逐渐远离透镜时，所成的像会逐渐变小A.①② B.②③④ C.①②④ D.①②③④C答案：C解析：当蜡烛放在图中A区域时，物距大于二倍焦距，成倒立、缩小的实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距，光屏应放在图中E区域才可能呈现清晰的像，故①正确；当蜡烛放在图中B区域时，物距大于一倍焦距小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，像距大于二倍焦距，光屏应放在图中F区域才可能呈现清晰的像，故②正确；若光屏上要得到一个放大的像，此像为实像，物距应大于一倍焦距小于二倍焦距，而蜡烛放在图中C区域时物距小于一倍焦距，成正立、放大的虚像，虚像不能用光屏承接，故③错误；蜡烛从图中位置逐渐远离透镜，此时物距增大，根据凸透镜成实像时物远像近像变小