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(共35張PPT)
第2節 凸透鏡成像的規律
第4章 透鏡及其應用
課時導入
蝴蝶杯，古代飲器之一，以杯中“酒滿蝶顯，酒干蝶隱”
的奇特視覺效果而千古流傳，被世人美譽為“千金之
寶”。注入酒后的蝴蝶杯為什么會顯示出蝴蝶栩栩如生
的畫面呢？
加酒
知識點
探究凸透鏡成像規律
知1－導
感悟新知
1
(1)手持凸透鏡，緩慢從桌面書本移向眼睛。
(2)把放大鏡正對著窗戶外，并且在放大鏡另一側比較靠近的位置前后移動光屏，觀察是否能在光屏上找到窗外景物的像？
思考：你看到了什么？ 有多少種不同的情況？
知1－講
感悟新知
三個物理量(如圖2 所示)
(1)焦距：透鏡的焦點到光心的距離，用f 表示；
(2)物距：物體到透鏡的距離，用u 表示；
(3)像距：像到透鏡的距
離，用v 表示。
知1－講
感悟新知
【提出問題】
凸透鏡成像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系呢？
【設計實驗與制定計劃】
實驗裝置如下圖所示，器材主要有光具座、蠟燭、凸透鏡、光屏等。
知1－講
感悟新知
實驗方案：改變物距大小，觀察不同物距所成
像的大小、正倒、虛實。
f
F
O
凸透鏡
光屏
物體
知1－講
感悟新知
1. 使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。
【進行實驗與收集證據】
知1－講
感悟新知
2. 點燃蠟燭，使蠟燭位于凸透鏡前某一位置，左右移動光屏，直到光屏上出現清晰的像，此時光屏的位置就是像的位置。若無論怎樣移動光屏都
得不到像，可取下光屏，直接用眼透過
凸透鏡觀察。
3. 固定凸透鏡在光具座上，調節蠟燭和光屏的位置改
變物距u和像距v。
4.將對應的像的大小、正倒、虛實、測量的物距、 像距的數值以及像的位置分別記錄在實驗數據表格內。
知1－講
感悟新知
研究“像與物距的關系”數據記錄表格
實驗次數 物距u/cm 像的性質 像距v/cm
正、倒 大、小 虛、實 位置
1
2
3
4
5
6
7
8
……
感悟新知
知1－講
感悟新知
【分析歸納】分析實驗數據，歸納得出成像規律：
物距(u) 像 的 性 質 像距（v）
正、倒 大、小 虛、實 位置
u>2f 倒立 縮小 實像 異側 f＜v＜2f
u=2f 倒立 等大 實像 異側 v=2f
fu=f 不成像
u知1－講
感悟新知
【巧學妙記】
一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，實像總是異
側倒，虛像總是同側正，物近像遠像變大，焦點、
以內反變化。
知1－講
感悟新知
1.當u=f時，凸透鏡為什么不成像？有什么應用？
2.當u=2f時，成倒立、等大的實像，你能否利用這一規
律測量一未知凸透鏡的焦距？
3.某同學實驗時用白紙遮住了部分透鏡，還能成完整的
像嗎？像有什么變化？
4.某同學實驗時像成在了光屏的上方，要使像成在光屏
中心，可以將蠟燭怎樣移動？
【交流與合作】
知1－講
感悟新知
1. 物體在焦點上，發出的光經凸透鏡平行于主光
軸，故不成像，可獲得平行光。
2. 求焦距：成等大實像時，f= u/2
3. 通過實驗觀察知：仍能成完整的像，像變暗。
4. 通過實驗觀察可知：蠟燭向上移動。
知1－講
感悟新知
(1)物距在不同的范圍內的不同位置要進行兩次或兩次以
上的實驗，目的是使結論更準確并具有普遍性，排除
偶然性。
(2)隨著實驗的進行，蠟燭在不斷燃燒，會使燭焰的像越
來越靠近光屏的上端，這時的調節方法有三種：①將
光屏向上移動；②將燭焰向上移動；③將凸透鏡向下
移動。
深度理解：
知1－講
感悟新知
(3)若將凸透鏡的一部分用遮光板遮住，由于
燭焰上所有發光點發出的光仍然能被凸透
鏡剩下的部分折射到光屏的相應位置，所
以成像的性質不變，只是因折射到光屏上
的光線減少而使像變暗了。
知1－講
感悟新知
【蝴蝶杯顯影釋疑】
1.結構
知1－講
感悟新知
2.顯影原理
(a)沒酒水時，蝴蝶圖片在凸透鏡的焦點上。
(b)注入酒水后，酒水和凸透鏡的共同作用相當
于增大了凸透鏡的焦距，使蝴蝶圖片在凸透
鏡焦點以內，成正立、放大的虛像。
(c)蝴蝶杯顯影光路圖。
感悟新知
知1－練
例 1
小芳同學在探究凸透鏡成像規律的實驗中，她先按如圖所示的裝置圖完成儀器裝配。經過調節，在光屏上得到了一個清晰的像，但像的位置偏高，為了使像能成在光屏的中央，應把蠟燭向________調；或將凸透鏡向________調；或將光屏向________調。(均填“上”或
“下”)
上
下
上
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知1－練
解題秘方：燭焰移動，凸透鏡不動，物像繞光心轉動，物像朝相反方向移動；凸透鏡移動，燭焰不動，鏡像繞燭焰轉動，鏡像朝相同方向移動；光屏移動，像不移動。
解析：蠟燭向上調，凸透鏡向下調，像會向下運動至光屏中央；直接把光屏向上調也可以使像成在光屏中央。
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知1－練
1-1.【中考·徐州】小明拿著放大鏡，伸直手臂，通過放大鏡觀察遠處的景物，看到的是景物的( )
A. 正立放大的像 B. 倒立放大的像
C. 倒立縮小的像 D. 正立縮小的像
C
感悟新知
知1－練
1-2.【中考·泰州】某凸透鏡焦距為15 cm，若將一物體放在此透鏡前25 cm 處，則可在透鏡的另一側得到一個( )
A.倒立放大的實像 B.倒立縮小的實像
C. 正立放大的虛像 D. 正立縮小的虛像
A
知識點
凸透鏡成像規律分析
知2－導
感悟新知
2
物距(u) 像 的 性 質 像距（v）
正、倒 大、小 虛、實 位置
u>2f 倒立 縮小 實像 異側 f＜v＜2f
u=2f 倒立 等大 實像 異側 v=2f
fu=f 不成像
u知2－講
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2. 凸透鏡成像規律的理解
(1)實像異側，虛像同側：凸透鏡所成的實像都是倒立的，且物、像位于凸透鏡兩側；凸透鏡所成的虛像都是正立的，且物、像位于凸透鏡同側。
(2)一倍焦距處是成實像和虛像的分界點：當物距大于一倍焦距時成實像，當物距等于一倍焦距時不成像，當物距小于一倍焦距時成虛像。
知2－講
感悟新知
(3)二倍焦距處是成放大的像和縮小的像的分界點：當物距大于二倍焦距時成縮小的實像，當物距等于二倍焦距時成等大的實像，當物距小于二倍焦距時成放大的像。
知2－講
感悟新知
(4)動態規律
①凸透鏡成實像時，物體離凸透鏡越近，像離凸透鏡越遠，像越大；物體離凸透鏡越遠，像離凸透鏡越近，像越小；概括為“物近像遠像變大，物遠像近像變小”。
② 凸透鏡成虛像時，物體離凸透鏡越近，像離凸透鏡越近，像越小；物體離凸透鏡越遠，像離凸透鏡越遠，像越大；概括為“物近像近像變小，物遠像遠像變大”。
③凸透鏡成像時，物體和像的移動方向相同。
知2－講
感悟新知
知識圖解：
凸透鏡成像圖解(圖4)：
知2－講
感悟新知
物理方法：
實驗中通過比較蠟燭在光具座上不同位置時的成像情況，概括得出凸透鏡成像規律，這種由物理現象歸納物理規律的方法叫歸納法。
感悟新知
知2－練
【中考·北京】小楊做凸透鏡成像規律的實驗。將焦距為10 cm 的凸透鏡固定在光具座上 50 cm 刻度線處，光屏和點燃的蠟燭位于凸透鏡兩側，實驗前調整燭焰中心、透鏡中心和光屏中心在同一水平高度，如圖所示。則下列四個選項中，
判斷正確的是( )
例2
感悟新知
知2－練
A. 若蠟燭放置在 10 cm 刻度線處，移動光屏，在光屏
上不能呈現燭焰清晰的像
B. 若蠟燭放置在 20 cm 刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰放大的實像
C. 若蠟燭放置在 35 cm 刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰放大的實像
D. 若蠟燭放置在 45 cm 刻度線處，移動光屏，可在光屏上呈現燭焰清晰縮小的實像
答案：C
知2－講
感悟新知
解析：蠟燭在 10 cm 刻度線處，物距u=40 cm>2f，燭焰成倒立、縮小的實像。
蠟燭在 20 cm 刻度線處，物距u=30 cm>2f，燭焰
成倒立、縮小的實像。
蠟燭在 35 cm 刻度線處，物距u=15 cm，2f>u>f，
燭焰成倒立、放大的實像。
蠟燭在 45 cm 刻度線處，物距u=5 cm，f>u，燭
焰成正立、放大的虛像。
感悟新知
知2－練
2-1.如圖所示，小樂用放大鏡看指紋時，覺得指紋的像太小，為使指紋的像大一些，正確的做法是( )
A. 眼睛和手指不動，讓放大鏡離手指稍近些
B. 眼睛和手指不動，讓放大鏡離手指稍遠些
C. 放大鏡和手指不動，讓眼睛離放大鏡稍近些
D. 放大鏡和手指不動，讓眼睛離放大鏡稍遠些
B
課堂小結
凸透鏡成像的規律
1. 凸透鏡成像規律及其應用：
物距(u) 像 的 性 質 像距（v）
正、倒 大、小 虛、實 位置
u>2f 倒立 縮小 實像 異側 f＜v＜2f
u=2f 倒立 等大 實像 異側 v=2f
fu=f 不成像
u課堂小結
凸透鏡成像的規律
2. 凸透鏡成像中物體與像的移動規律：凸透鏡成實像
時，若凸透鏡不動，物體向上移動，像會向下移動。
若物體不動，凸透鏡向上移動，像也向上移動。
課堂小結
凸透鏡成像的規律
3. 凸透鏡成像規律：(如圖所示)

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