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物理 滬粵版（2024）
八年級上冊
第三章 光和眼睛
3.6 凸透鏡成像規律
新課引入
新課講授
課堂小結
隨堂練習
新課引入
日常生活中的放大鏡中間比邊緣厚，屬于一種凸透鏡，將凸透鏡靠近物體時，我們可以看到放大的像，而當放大鏡與物體相距較遠時，看到的像則會縮小。
凸透鏡成像是否有特定的規律？
新課講授
知識點
一
探究凸透鏡成像的規律
1.物距與像距
（1）物距：物體到透鏡光心的距離叫物距。
（2）像距：像到透鏡光心的距離叫像距。
2.實驗：探究凸透鏡成像的規律
（1）提出問題
通過凸透鏡能成什么樣的像？成像情況與哪些因素有關？
（2）猜想與假設
①在放大鏡后面放一張白紙，放大鏡成的放大的像不會呈現在白紙上；而縮小的像則能呈現在白紙上，故凸透鏡可能成虛像，也可能成實像。
②物體到放大鏡的距離不同，即物距不同時，凸透鏡的成像情況不同，故凸透鏡的成像情況與物距大小有關，物距與焦距的大小關系可能影響凸透鏡成像情況。
凸透鏡成的是實像還是虛像？
成像情況可能的影響因素有哪些？
（3）設計實驗與制訂計劃
①實驗裝置：使用下圖中的光具座進行實驗，光具座上附有標尺和可自由移動的支架座，支架座上可安裝配件，配件包括光屏、凸透鏡和光源（如蠟燭）。
②實驗方案：分別改變物距的大小，觀察并記錄此時像距的大小，像的大小、倒正、虛實情況。
（4）獲取與處理信息
①測量凸透鏡的焦距：利用平行光聚焦法測定凸透鏡的焦距。
②將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上。點燃蠟燭，調節凸透鏡和光屏的高度，使凸透鏡的光心、光屏的中心和燭焰的焰心大致在同一高度上。
③使蠟燭與凸透鏡間的距離大于2倍焦距，即u>2f，沿直線移動光屏，直到光屏上出現明亮、清晰的燭焰的像。觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。
確保燭焰的像成在光屏中央。
判斷燭焰的像是否最清晰的方法：向前或向后移動光屏，像都會變模糊。
③把蠟燭移向凸透鏡，使蠟燭與凸透鏡間的距離等于2倍焦距，即u=2f，移動光屏，觀察像到凸透鏡的距離、像的倒正和大小。
④把蠟燭再移向凸透鏡，使蠟燭與凸透鏡間的距離在1倍焦距與2倍焦距之間，即f⑤把蠟燭繼續移向凸透鏡，使蠟燭在凸透鏡的焦點上，即u=f，移動光屏，看是否能夠成像。
⑥把蠟燭移到凸透鏡的1倍焦距以內，即u（5）實驗結論
①當u＞f 時，在凸透鏡的另一側形成倒立的實像：
當u＞2f 時，像的大小比物體小；
當 f＜u＜2f 時，像的大小比物體大。
②當u＜f 時，在凸透鏡的同側形成正立的、放大的虛像。
物距 （u） 像的性質 像的位置
倒正 大小 虛實 像距（v）
u＞2f 倒立 縮小 實像 f＜v＜2f 與物異側
u＝2f 倒立 等大 實像 v＝2f 與物異側
f＜u＜2f 倒立 放大 實像 v＞2f 與物異側
u＝f 不成像、得到一束平行光
u＜f 正立 放大 虛像 v＞u 與物同側
（6）分析與論證
①如果用一張卡片遮住凸透鏡的一部分，光屏上的像會如何變化？
燭焰向四面八方發出光，透鏡被卡片遮住的部分沒有光能夠透過，但未被卡片遮住的部分均有燭焰各個位置發出的光透過，故光屏上燭焰的像仍然完整，不過亮度變暗了（透過凸透鏡的光減少）。
②當光屏上得到燭焰清晰的像時，若保持燭焰和光屏的位置不動，僅移動凸透鏡，能否再次在光屏上得到燭焰清晰的像？為什么？
凸透鏡成像的原理為光的折射，根據折射光路的可逆性可知，移動凸透鏡后，當物距等于原來的像距，像距等于原來的物距時，光屏上仍能得到燭焰清晰的像。
③根據凸透鏡的成像規律，你能不能想到其他的粗略測量凸透鏡焦距的方法？
保持凸透鏡的位置不變，移動蠟燭和光屏，保持物距等于像距，當光屏上有燭焰清晰的像時，u=v=2f，由此可測出凸透鏡的焦距。
④隨著時間的流逝，蠟燭逐漸變矮，此時燭焰的像將成在光屏______，判斷的依據是______________________________（選填透鏡的特殊光線）；若保持蠟燭和光屏不動，則僅將光屏向_____（選填“上”或“下”）調節可以使燭焰的像再次成在光屏中央。
上方
過凸透鏡光心的光傳播方向不變
下
3.凸透鏡成像規律（靜態）
（1）一倍焦距分虛實：當u＞f 時，成實像；當u（2）二倍焦距分大?。寒攗＞2f 時，成縮小的像；當u=2f 時，成等大的像；當 u＜2f 但≠ f 時，成放大的像。
（3）凸透鏡成的實像都是倒立的，且像、物位于凸透鏡兩側；凸透鏡成的虛像都是正立的，且像、物位于凸透鏡同側。
F
F
O
4.利用光路圖理解凸透鏡靜態成像規律
2f
2f
u＞2f，成倒立、縮小的實像
像和物體在凸透鏡兩側
F
F
O
2f
2f
u=2f，成倒立、等大的實像
4.利用光路圖理解凸透鏡靜態成像規律
F
F
O
2f
2f
f＜u＜2f，成倒立、放大的實像
4.利用光路圖理解凸透鏡靜態成像規律
F
F
O
u=f，不成像，得到一束平行光
4.利用光路圖理解凸透鏡靜態成像規律
F
F
O
像和物體在凸透鏡同側
u＜f，成正立、放大的虛像
4.利用光路圖理解凸透鏡靜態成像規律
5.凸透鏡成像規律（動態）
（1）成實像時，物近像遠像變大：成實像時，若物距減小，與凸透鏡主光軸平行的光被折射后傳播方向不變；過光心的光順時針旋轉，使得兩束光的交點向下移動，實像變大。
（2）成虛像時，物近像近像變?。撼商撓駮r，若物距減小，與凸透鏡主光軸平行的光被折射后傳播方向不變；過光心的光順時針旋轉，由于我們看到的虛像是光的反向延長線相交產生的，此時反向延長線的交點向下移動，故虛像變小。
F
F
O
6.利用光路圖理解凸透鏡動態成像規律
成實像時，物近像遠像變大
F
F
O
成虛像時，物近像近像變小
典例
6.利用光路圖理解凸透鏡動態成像規律
知識點
二
凸透鏡的應用——放大鏡
1.原理：日常生活中，放大鏡成像主要利用了物距_____焦距時凸透鏡的成像情況成正立、放大的虛像。
2.使用：使用放大鏡時，要想將看到的物體放大，應將放大鏡向________（選填“靠近”或“遠離”）被觀察物體的方向移動。
小于
遠離
課堂小結
探究凸透鏡成像的規律
凸透鏡成像的規律
一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小；實像倒立虛像正。
凸透鏡的應用——放大鏡
成實像時，物近像遠像變大；
成虛像時，物近像近像變小。
隨堂練習1
A
在“探究凸透鏡成像規律”的實驗中，當點燃的蠟燭、凸透鏡及光屏處于圖中所示的位置時，在光屏上得到燭焰清晰的像。下列說法正確的是 （ ）
A.該凸透鏡的焦距范圍為7.5 cm＜f＜15.0 cm
B.光屏上成倒立、放大的實像
C.透鏡不動，蠟燭向右移動，光屏向左移動，可再次得到清晰的像
D.蠟燭和光屏不動，移動透鏡到適當位置，光屏上可再次得到清晰的縮小的像
隨堂練習2
C
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