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第三節
凸透鏡成像的規律
第五章 透鏡及其應用
以上都是生活中常見的透鏡，他們成的像為什么會不同呢？
照相機成 、
、 像
投影儀成 、
、 像
放大鏡成 、
、 像
倒立
縮小
實
倒立
放大
實
正立
放大
虛
溫故知新
物體離照相機鏡頭比較___
投影片離鏡頭比較____
物體離放大鏡很____
遠
近
近
學習目標
知道照相機、投影儀、放大鏡成像時的特點和物距與像距的關系。
02
能通過實驗探究出凸透鏡成像的規律。
01
能根據像的性質或焦距來判斷像的位置。
03
能根據物體的位置判斷像的性質或位置。
04
一、提出問題：
像的實虛、大小、正倒跟物體到凸透鏡的距離有什么關系？
二、猜想：
可能與物體到透鏡的距離有關
探究凸透鏡成像的規律
三、設計實驗
如何組裝實驗裝置？凸透鏡、蠟燭、光屏如何放置？
注意：調整蠟燭、光屏的高度，使燭焰、凸透鏡、 光屏的中心大致在同一高度。
實驗裝置：凸透鏡、蠟燭、光屏、火柴、光具座
目的是為了使燭焰的像成在光屏的中央。
模糊光斑
不是像
最亮最清楚
才是像
明確什么是“像”
后續測量才能有效
明確像
物距(u)： _______到____________的距離；
像距(v)： _______到____________的距離；
u =____________________
v =____________________
50.0-25.0=25.0（cm）
72.0-50.0=22.0（cm）
物體
凸透鏡中心
像
凸透鏡中心
物距（u）
像距（v）
測量對象
注意估讀
測定凸透鏡焦距f=____cm
10.0
分別使物距u在
1.大于二倍焦距（u>2f）
2.大于一倍焦距小于二倍焦距（f3.小于一倍焦距（u觀察燭焰通過凸透鏡在光屏上成像的變化
四、進行實驗
把物體放在距凸透鏡較遠的地方，然后逐漸移近，觀察成像的情況。 由于凸透鏡對光的偏折程度跟透鏡的焦距f有關系，所以研究物距u的變化時，焦距可能是個應該注意的參照距離。我們可以注意觀察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……時，物體成像的情況。
由遠到近，改變物距
凸透鏡焦距 f= cm
物距與焦距的關系 物距u/cm 像距v/cm 像的特點 像的 位置 像距與焦距的關系
大小 正倒 虛實
u>2f
u=2f
fu=f
u表格設計
實驗步驟
1.把蠟燭放在凸透鏡二倍焦距之外的地方，移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，記錄。此時的物距u和像距v。
倒立，縮小，實像
2.把蠟燭移向凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離等于二倍焦距，重復上面的操作，并記錄。
倒立，等大，實像
實驗步驟
3.把蠟燭再靠近凸透鏡一些，讓蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距與二倍焦距之間，重復上面的操作，并記錄。
倒立，放大，實像
實驗步驟
4.將蠟燭繼續靠近凸透鏡，讓蠟燭到凸透鏡的距離為一倍焦距(在焦點處)，移動光屏，觀察是否能成像。
不成像
實驗步驟
5.把蠟燭繼續向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距以內，移動光屏，觀察光屏上是否能成像。從光屏這一側透過凸透鏡用眼睛直接觀察像的特點，并記錄。
正立，放大，虛像
實驗步驟
進行實驗
凸透鏡焦距 f= 10.0 cm
物距與焦距的關系 物距u/cm 像距v/cm 像的特點 像的 位置 像距與焦距的關系
大小 正倒 虛實
u>2f 30.00 16.50 縮小 倒立 實像 異側 fu=2f 20.00 20.50 等大 倒立 實像 異側 u=2f
f2f
u=f 10.00 不成像 u=f
u五、數據收集
1.在實驗中，凸透鏡在什么條件下成實像？在什么條件下成虛像？
物距大于一倍焦距（ u＞f ）成實像，物距小于一倍焦距（u五、分析和結論
2.在實驗中，凸透鏡在什么條件下成縮小的實像，在什么條件下成放大的實像？
u>2f成縮小的實像，f五、分析和結論
3.在實驗中，凸透鏡在什么條件下成縮小的實像，在什么條件下成放大的實像？
u>2f成縮小的實像，f五、分析和結論
u＞2 f ，f成倒立、縮小、實像
成像光路：當u＞2 f 時
F
F
應用：
照相機
成像光路：當u=2 f 時
F
F
u=2f ，v=2f
成倒立、等大、實像
應用：
測焦距
成像光路：當fF
F
f成倒立、縮小、實像
應用：
幻燈機
投影儀
u=f
不成像
成像光路：當u=f 時
F
F
平行
u＜f
成正立、放大、虛像
成像光路：當u＜f 時
F
F
應用：
放大鏡
凸透鏡成像規律
物距與焦距的關系 像的特點 像的 位置 像距與焦距的關系 應用
大小 正倒 虛實
u>2f 縮小 倒立 實像 異側 fu=2f 等大 倒立 實像 異側 u=2f 測焦距
f2f 投影儀
u=f 不成像 u=f 平行光源
u探究凸透鏡成像規律實驗動畫
一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小。
實像總是異側倒；物近像遠像變大。
虛像總是同側正；物近像近像變小。
規律精煉
思考：如果把透鏡用不透明物體遮擋一部分，觀察燭焰通過凸透鏡在光屏所成的像，是完整的嗎？像有何變化？
仍成完整的像，像變暗了。
F
F
f
思考：燃燒過程中蠟燭變短了（可手動將蠟燭向下移動），觀察光屏上的像將向哪里移動？如果想讓像重新呈現在光屏中央，應如何調節光屏？如何調節蠟燭？如何調節凸透鏡？
物體上下移動
思考：燃燒過程中蠟燭變短了（可手動將蠟燭向下移動），觀察光屏上的像將向哪里移動？如果想讓像重新呈現在光屏中央，應如何調節光屏？如何調節蠟燭？如何調節凸透鏡？
可將光屏或蠟燭向上調節，或將凸透鏡向下調節
例1、小明在探究凸透鏡成像規律時，蠟燭與光屏分別置于凸透鏡兩側，保持凸透鏡的位置不變，先后把蠟燭放在如圖所的a、b、c、d四點，分別調整光屏的位置。當把蠟燭位于______點時，屏上出現放大的像；當蠟燭位于_______點時，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到像。
a
b
c
d
F
2f
b或c
d
典例分析
例2．在探究凸透鏡成像規律實驗中，當燭焰位于距離凸透鏡一倍焦距以內時，人眼觀察到燭焰成像的情形是圖中的（　　）
D
典例分析
例3．小紅用同一凸透鏡先后兩次觀察同一書本上的字，看到如圖所示的兩種情景。以下說法中錯誤的是（　　）
A．甲、乙兩圖成像原理都是光的折射
B．甲圖中成的是虛像，乙圖中成的是實像
C．甲圖中的成像規律可應用于放大鏡，乙圖中的成像規律可應用于照相機
D．甲圖中書本到凸透鏡的距離比乙圖中書本到凸透鏡的距離小
C
典例分析
例4．小周同學在探究凸透鏡成像規律實驗時，在光屏上得到清晰的與燭焰等大的像，保持凸透鏡位置不變，為了得到清晰縮小的像，他應該（ ）
A.讓蠟燭遠離透鏡，同時讓光屏也遠離透鏡
B.讓蠟燭遠離透鏡，同時讓光屏靠近透鏡
C.讓蠟燭靠近透鏡，同時讓光屏也靠近透鏡
D.讓蠟燭靠近透鏡，同時讓光屏遠離透鏡
B
典例分析
例5．用光具座和焦距為10cm的凸透鏡做成像實驗，當把點燃的蠟燭放在離凸透鏡20cm處，則在透鏡另一側的光屏上得到的像是（　　）
A．放大、倒立的實像
B．放大、正立的虛像
C．等大、倒立的實像
D．縮小、倒立的虛像
C
典例分析
例6.在探究凸透鏡成像的實驗中，凸透鏡焦距為10 cm
（1）若燭焰放在距凸透鏡24cm處，經透鏡可得到一個 像。
（2）若燭焰放在此透鏡前12cm處，經透鏡可得到一個 像。
（3）若燭焰放在此透鏡前8cm處，經透鏡可得到一個 像。
倒立縮小的實
倒立放大的實
正立放大的虛
典例分析
例7.將物體放在凸透鏡前16厘米處，在光屏上得到倒立縮小的像，則凸透鏡的焦距可能是（ ）
A.10cm B.7cm C.8cm D.16cm
B
典例分析
解：因為是光屏上的像是倒立縮小所以必須滿足：u > 2f，即：
16cm>2f，得： f ＜8cm.
例8.把物體放在凸透鏡前10cm時，可以在凸透鏡另一側的光屏上得到放大的像。據此可以推斷這個凸透鏡的焦距范圍為多少？
解：因為是光屏上的像,故像是實像，又是放
大的，所以必須滿足：2f > u > f, 即：
2f >10cm>f
由于2f >10cm 得： f >5cm，
綜合10cm>f 得：10cm >f >5cm
典例分析

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