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第五章 透鏡及其應用
第3節 凸透鏡成像的規律
1.通過實驗探究，知道凸透鏡成像的規律。
2.知道凸透鏡成放大、縮小實像和虛像的條件。
3.會運用凸透鏡成像規律解決一些生活中的實際問題。
倒立、放大的實像
倒立、縮小的實像
正立、放大的虛像
生活中的凸透鏡能成什么樣的像？
1.物距和像距
（1）物距：物體到透鏡光心的距離，用u表示。
（2）像距：像到透鏡光心的距離，用v表示。
2.探究凸透鏡成像規律
【提出問題】照相機成倒立、縮小的實像，投影儀成倒立、放大的實像，放大鏡成正立、放大的虛像，為什么同樣是凸透鏡，成像特點卻不相同呢？
知識點一：探究凸透鏡成像規律
【猜想與假設】
①可能與物距有關；
②可能與焦距有關（由于凸透鏡的偏折情況和焦距有關）。
【進行實驗】
（1）在陽光或相距很遠（物距遠大于凸透鏡焦距,）的燈光下用聚焦法測定凸透鏡的焦距;
（2）將蠟燭、凸透鏡和光屏依次排列在一條直線上，調整蠟燭、凸透鏡和光屏的高度，使燭焰、透鏡和光屏三者的中心在同一高度上（如圖所示）;
確保所成像在光屏中央
（3）把蠟燭移到離凸透鏡盡量遠的位置（u＞2f），調整光屏到透鏡的距離，直至在光屏上得到燭焰清晰的像為止,觀察像的大小、正倒，記錄物距和像距,改變物距u（u>2f），重做實驗;
（4）把蠟燭向凸透鏡靠近，使u=2f，調整光屏到透鏡的距離，直到在光屏上得到燭焰清晰的像為止，觀察像的大小、正倒，記錄物距和像距;
（5）繼續把蠟燭向凸透鏡靠近，使f（6）繼續把蠟燭向凸透鏡靠近，使u=f，移動光屏并觀察，看能否成像;
（7）繼續把蠟燭向凸透鏡靠近,使u＜f，移動光屏，進行觀察。
　　
凸透鏡焦距f＝ cm
物距與焦距的關系 物距u/cm 像的性質
虛實 大小 正倒
【收集數據并分析】
u＞2f，f＜v＜2f，成倒立、縮小的實像；
u=2f，v=2f，成倒立、等大的實像；
f＜u＜2f，v＞2f，成倒立、放大的實像；
u=f，不成像；
0＜u＜f，成正立、放大的虛像。
【得出結論】
1. 光具座的長度有限，做實驗時最好選用焦距為10cm左右的凸透鏡，焦距過大（光具座總長不夠4倍焦距長），有些實驗無法完成。
2. 凸透鏡最好放在光具座的中間位置，便于調節物距和像距。
3. 調整燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心在同一高度，目的是讓燭焰的像成在光屏的中央。
4. 調整光屏時不可再調整凸透鏡的位置，否則會使物距改變。
5.判斷燭焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置時，向前或向后移動光屏，像都會變模糊，則此位置即為像最清晰的位置。
6. 同一個物距范圍內要取兩個以上的物距進行實驗，這樣做是為了排除偶然因素，尋找普遍規律。
【注意事項】
你知道實驗中無論如何移動光屏都找不到像的原因有哪些？
(1) 燭焰、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度。
(2)當燭焰在凸透鏡一倍焦距以外，但非常靠近焦點時，所成的像很大，且像距也很大，而光具座長度有限，光屏不能承接到像。
若把凸透鏡遮擋一部分，像會發生什么變化？
若把凸透鏡遮掉一部分，成像性質不變，只是成的像暗一些。
凸透鏡的三條特殊光路：通過光心的光、平行于主光軸的光、通過焦點的光經凸透鏡折射后的情況。
F
F
F
F
F
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我們如何運用通過凸透鏡的三條特殊光路來解釋凸透鏡成像的規律呢？
知識點二：凸透鏡成像的光路分析
2f
f
f
2f
1. u>2f fu>v
應用：照相機
2f
f
f
2f
2. u=2f v=2f 倒立、等大的實像
u=v
應用：測焦距
f
f
2f
2f
3. f 2f 倒立、放大的實像
u應用：投影儀
f
2f
2f
f
4. u=f 不成像
應用：產生平行光
f
f
5. u應用：投影儀
f
f
f
f
物體左移像左移，物體右移像右移，像跟著物體跑。
規律：物近像遠像變大,物遠像近像變小。
f
f
知識點三：凸透鏡成像規律
f
f
f
f
物體左移像左移，物體右移像右移，像跟著物體跑。
規律：物近像近像變小,物遠像遠像變大。
當物體在2倍焦距以外移動時，物體移動的距離大，像移動的距離小。
f
f
f
f
f
f
f
f
當物體在一倍焦距到2倍焦距之間移動時，物體移動距離小，像移動的距離大。
u>2f ：倒立、縮小的實像，fu=2f ：倒立、等大的實像，v=2f
照相機原理
u=f ：平行光束，不成像
投影儀原理
f2f
放大鏡原理
u凸透鏡的成像規律
1. 在探究凸透鏡成像規律的實驗中，將點燃的蠟燭放在凸透鏡前某一位置，在凸透鏡后20cm的光屏上出現一個等大倒立的像，如果將蠟燭移動到凸透鏡前25cm處，則 （　　）
A．光屏上會出現倒立放大的實像
B．將光屏靠近凸透鏡一段距離，光屏上會出現倒立縮小的實像
C．將光屏遠離凸透鏡一段距離，光屏上會出現倒立放大的實像
D．無論怎樣移動光屏，光屏上均找不到像
2．用圓形的魚缸或透明的罐頭瓶養魚，從側面觀賞缸內的魚，你看到的那條魚是（ ）
A．縮小的實物 　　 B．等大的實像
C．放大的實像　 D．放大的虛像
B
D
3.物體經凸透鏡所成的像，無法顯示在光屏上的是( )
A.倒立的像 B.放大的像
C .縮小的像 D.正立的像
D
4. 現有甲、乙、丙三個凸透鏡，三個實驗小組分別用這三個凸透鏡探究凸透鏡成像規律。實驗時，當蠟燭到透鏡的距離都為 15 cm 時，甲、乙、丙三透鏡分別成倒立放大的像、倒立縮小的像、正立放大的像，則這三個透鏡的焦距 f甲 、 f乙 、 f丙 的大小關系是（　　）
A. f甲 ＜ f乙 ＜ f丙 B. f乙 ＜ f甲 ＜ f丙
C. f丙 ＜ f乙 ＜ f甲 D. f甲 ＜ f丙 ＜ f乙
B

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