資源簡介

(共37張PPT)
第4章 光的世界
5.科學探究：凸透鏡成像
第2課時 探究凸透鏡成像的規律及其應用
教科版八年級物理上冊
學習目標
1.會通過實驗探究凸透鏡成像的規律。
2.知道凸透鏡所成虛實、倒正、大小像所滿足的條件。
3.掌握從物理現象中歸納科學規律的方法。
新課導入
做一做：手持放大鏡，緩慢從桌面書本移向眼睛。
思考：你看到了什么？有多少種不同的像？
（a）通過放大鏡看到正立的像
（b）通過放大鏡也能看到倒立的像
推進新課
知識點1
探究凸透鏡成像的規律
1.物距和像距
F
F
A
B
A′
B′
物體AB
像A′B′
O
光心
焦點
焦點
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。
焦距f
物距u
像距v
2.實驗：探究凸透鏡成像的規律
【問題與猜想】
問題：為什么凸透鏡能成正立的像，也能成倒立的像？
猜想：凸透鏡所成像的虛實、大小、正倒與物距有關。
【實驗材料】
光具座（包括導軌及支架、滑塊、標尺、F平面光源、凸透鏡、白屏）
【制定方案】
在光具座上由左向右依次放置器材，調整光源、凸透鏡、光屏，使它們的中心在同一高度。
目的是使像呈現在光屏中央
F平面光源
焦距為10cm的凸透鏡
光屏
【進行實驗】
（1）把光源放在凸透鏡2倍焦距以外的地方(u>2f )，移動光屏，使光屏上呈現清晰的實像，觀察并記錄實像的大小和正倒，測出物距u和像距v。改變物距，重做這一步。
實像能在光屏上成像。虛像不能在光屏上成像，但可以通過透鏡看到像。
使結論更具普遍性
移動光屏時不可再調整光源、凸透鏡的位置，否則會引起物距變化
倒立、縮小的實像
（2）把光源移向凸透鏡，讓光源到凸透鏡的距離等于2倍焦距(u=2f )，移動光屏，使光屏上呈現清晰的實像，觀察并記錄實像的大小和正倒，測出像距v。
倒立、等大的實像
（3）把光源移向凸透鏡，讓光源到凸透鏡的距離小于2倍焦距、大于1倍焦距(f倒立、放大的實像
（4）把光源繼續靠近凸透鏡，讓光源位于凸透鏡的焦點處(u=f )，移動光屏，觀察能否成像。
不能成像
（5）把光源移向凸透鏡，讓光源到凸透鏡的距離小于1倍焦距(u光屏上不能成像
正立、放大的虛像
【收集證據】
光源到凸透鏡的距離/cm 像的情況 正立或倒立 放大或縮小 實像或虛像
34.00 倒立 縮小 實像
20.00 倒立 等大 實像
17.00 倒立 放大 實像
10.00 不成像 6.00 正立 放大 虛像
凸透鏡焦距f=______cm
10
物距u與焦距f 的關系 像的性質 像距v與焦距f 的關系 像與物體相對于透鏡的位置
正倒 大小 虛實 u＞2f
u=2f
f＜u＜2f
u=f u＜f
【實驗結論】
倒立
倒立
倒立
縮小
正立
等大
放大
放大
實像
實像
實像
虛像
f＜v＜2f
v=2f
v＞2f
不成像
異側
異側
異側
同側
【交流與評估】
思考1：實驗中，若不小心擋住了凸透鏡的上半部分或下半部分，光屏上仍能成像嗎？
光屏上仍能成像，所成的像變暗
思考2：實驗中光屏上沒有像的原因：
①光源、凸透鏡、光屏三者的中心不在同一高度；
②光源恰好在凸透鏡的焦點上；
③光源到凸透鏡的距離小于1倍焦距；
④光源到凸透鏡的距離稍大于1倍焦距，導致像距過大，而光具座長度有限，光屏無法移到成像位置。
思考3：在光源從很遠的地方逐漸向凸透鏡靠近的過程中，光源經過哪個位置以后，所成實像由縮小變成放大，經過哪個位置以后由實像變成虛像？
【點擊畫面播放視頻】
凸透鏡成像規律：
u＞f 時成實像，u＜f 時成虛像
u＞2f 時成縮小的像，u＜2f 時成放大的像
實像都是倒立的，與物體異側
虛像都是正立的，與物體同側
物體向焦點F靠近時，像變大像距也變大
一焦分虛實
二焦分大小
實像異側倒
虛像同側正
物近像遠大
3.用作圖的方式探究凸透鏡成像的規律
F
F
2F
2F
（1）當u>2f 時，成倒立、縮小的實像，fF
F
2F
2F
（2）當u=2f 時，成倒立、等大的實像，v=2f
F
F
2F
2F
（3）當 f＜u＜2f 時，成倒立、放大的實像，v＞2f
F
F
2F
2F
（4）當u= f 時，不成像
F
F
2F
2F
（5）當u＜f 時，成正立、放大的虛像，v＞u
實像 虛像
定義
成因
圖解
特點
相同點 4.凸透鏡成實像和虛像的比較
能在光屏上成像
不能在光屏上成像，但可以通過透鏡看到像
由實際光線會聚而成
由實際光線的反向延長線相交而成
倒立，像、物異側
正立，像、物同側
都能被眼睛觀察到
知識點2
凸透鏡成像規律的應用
1.放大鏡
（1）成像原理：當物體位于凸透鏡焦點以內，即物距小于1倍焦距時，對著凸透鏡觀察，可以看到物體成正立、放大的虛像。
（2）調節：用放大鏡觀察物體時，若要讓物體的像變大，應該如何操作？
物遠像遠像變大
增大物體與放大鏡的距離，但物體始終要在放大鏡的1倍焦距內。
膠片
快門
取景窗
光圈環
調焦環
鏡頭
2.照相機
（1）成像原理：照相機的鏡頭相當于一個凸透鏡，景物到鏡頭的距離為物距，底片到鏡頭的距離為像距。照相機是利用物距大于2倍焦距時成倒立、縮小的實像這一原理工作的。
（2）調節：①照近景時，增大鏡頭和底片的距離；照遠景時，減小鏡頭和底片的距離。
②要使底片上的像變大，應減小物距、增大像距；
要使拍攝范圍變大，應增大物距、減小像距。
【點擊圖片播放視頻】
3.投影儀
（1）成像原理：投影儀的鏡頭相當于一個凸透鏡，投影片到鏡頭的距離為物距，銀幕到鏡頭的距離為像距，當物距在1倍焦距和 2 倍焦距之間時，成倒立、放大的實像。
投影片
（2）調節：要使像變大，應減小物距，同時增大像距。
投影片
物近像遠像變大
放大鏡成虛像時，物體發出的光經過放大鏡后是發散的，但人眼睛的角膜和晶狀體相當于凸透鏡，能使這些發散的光會聚，在視網膜上成實像，因此我們的眼睛能看到虛像。
討論交流
實像與虛像
通過放大鏡用眼睛看到的像是虛像，為什么我們的眼睛能看見虛像，但在光屏上卻接受不到？
家庭實驗室
請把針孔照相機改成帶凸透鏡的照相機，使它能照近處的花朵，也能照遠處的景物。
【點擊圖片播放視頻】
自我評價
1.實像能用光屏承接。如果不設光屏，你能不能觀察到實像？請用實驗檢驗你的想法。
如果不設光屏，能觀察到實像。如圖所示，可先用光屏接收實像，再撤去光屏，在原光屏位置的后面向凸透鏡方向望去，調整眼的位置就能看到較清晰的燭焰倒立的實像。
2.找一個圓柱形的玻璃瓶，里面裝滿水，把一支鉛筆放在玻璃瓶的一側，透過玻璃瓶，能看到筆。將筆逐漸遠離玻璃瓶，將看到什么現象？
把一支鉛筆放在裝滿水的立著的玻璃瓶的一側，當筆離玻璃瓶很近時，透過玻璃瓶可以看到筆放大的像。將筆逐漸遠離玻璃瓶，看到筆的像逐漸變大，在經過某一位置后看到“筆”水平方向上翻轉了過來，繼續遠離，發現翻轉的“筆”逐漸變小。
課堂小結
物距u與焦距f 的關系 像的性質 像距v與焦距f 的關系 像與物體相對于透鏡的位置
正倒 大小 虛實 u＞2f
u=2f
f＜u＜2f
u=f u＜f
倒立
倒立
倒立
縮小
正立
等大
放大
放大
實像
實像
實像
虛像
f＜v＜2f
v=2f
v＞2f
不成像
異側
異側
異側
同側
1.從課后習題中選取；
2.完成練習冊本課時的習題。
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