凸透镜成像的规律

凸透镜成像的规律基本概念1.物距：物体到透镜光心的距离，用字母u表示。2.像距：像到透镜光心的距离，用字母v表示。物距u像距v物体ABBA像A’B’B’A’F焦点F焦点光心知识点探究凸透镜成像的规律注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，所以一般物距也可说为物体到透镜的距离，像距也可说为像到透镜的距离。探究凸透镜成像的规律1.提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？2.作出猜想：①可能与物距有关；②可能与焦距有关（由于凸透镜的偏折情况和焦距有关）；3.实验设计：先把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜移近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。研究凸透镜的成像与物距的关系（保持焦距不变，即使用同一个凸透镜），物距的变化以焦距为标准，即观察物距大于2倍焦距、大于1倍焦距小于2倍焦距、小于1倍焦距的成像情况。OF2f光屏4.实验仪器：光具座、蜡烛、光屏、凸透镜、火柴等。5.进行实验和收集证据

实验步骤：①如果凸透镜的焦距未知，可以利用太阳光粗测出凸透镜的焦距。②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（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。⑤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。⑥把蜡烛继续靠近凸透镜（u=f），移动光屏，观察是否能够成像。⑦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。⑧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)。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。物距u与焦距f的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况u＞2f倒立、缩小、实像物距变小时，像距变大，像(相对之前的像，下同）变大u＝2f倒立、等大、实像f＜u＜2f倒立、放大、实像物距变小时，像距变大，像变大20565612201218232318物距u与焦距f的关系物距u/cm像距v/cm成像的性质像的变化情况u＝f不成像u＜f正立、放大、虚像物距变小时，像距变小，虚像变小1086①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。6.分析与论证物距（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、得到一束平行光u＜f正立放大虚像与物同侧放大镜7.实验结论：实验中的注意事项：1.光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距为10cm左右的凸透镜，焦距过大（光具座总长不够4倍焦距长），有些实验无法完成。2.凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距。3.调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。4.调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会使物距改变。5.判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置。6.同一个物距范围内要取两个以上的物距进行实验，这样做是为了排除偶然因素，寻找普遍规律。思考讨论1：你知道实验中无论如何移动光屏都找不到像的原因有哪些？(1)

烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。(2)当烛焰在凸透镜一倍焦距以外，但非常靠近焦点时，所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度有限，光屏不能承接到像。更多原因见《教材帮》物理RJ八上第五章第3节思考讨论2：若把凸透镜遮挡一部分，像会发生什么变化？

若把凸透镜遮掉一部分，成像性质不变，只是成的像暗一些。如图所示，小李用点燃的蜡烛、凸透镜和光屏进行“探究凸透镜成像规律”的实验，凸透镜的焦距为12cm。(1)蜡烛和凸透镜的位置不变，要使光屏承接到一个倒立、______的清晰的实像，具体的操作是首先将光屏向____移动，直到找到最清晰的像。日常生活中______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一原理制成的。投影仪放大右

看图可知物距u=15.0cm，f<u<2f，成倒立、放大的实像，此时像距v>2f.(2)当蜡烛燃烧一段时间后会变短，烛焰的像会往______偏离光屏中心。(3)请你指出用烛焰作为发光物体完成“探究凸透镜成像规律”实验存在的两点不足之处：①__________________________________;②___________________________。上蜡烛燃烧会变短烛焰容易晃动影响观察使烛焰位置发生变化蜡烛燃烧变短时，烛焰向下偏离中心线，故烛焰的像往上偏