資源簡介 (共54張PPT)第四章 光現(xiàn)象八年級上冊 滬教版五四 學(xué)制陽光照向地球,送來光明和溫暖。光可以傳遞能量和信息。本章我們將學(xué)習(xí)常見的光現(xiàn)象及其基本規(guī)律。通過本章內(nèi)容的學(xué)習(xí),你將了解光的反射現(xiàn)象、折射現(xiàn)象;經(jīng)歷光的反射定律、平面鏡成像特點和凸透鏡成像規(guī)律的探究過程,感受觀察、比較、歸納、推理等科學(xué)方法,增強合作交流的意識。了解我國古代對光現(xiàn)象研究的成就,激發(fā)民族自豪感。導(dǎo)入新課第4節(jié) 凸透鏡成像圖中有一水滴掛在枝頭。透過水滴,我們看到一朵黃瓜花,它是上下倒置且縮小的。能否透過水滴看到放大的黃瓜花?透鏡01透鏡對光的作用02凸透鏡成像規(guī)律03課堂總結(jié)04第4節(jié) 凸透鏡成像提升練習(xí)05透 鏡01第4節(jié) 凸透鏡成像一、透鏡1. 透鏡照相機、投影儀、顯微鏡等光學(xué)儀器都是利用透鏡工作的,眼鏡中的鏡片也是透鏡。透鏡通常可以分為凸透鏡和凹透鏡,如圖所示。(1)透鏡把兩側(cè)表面都是球面的一部分或一側(cè)表面是球面的一部分而另一側(cè)表面是平面的透明體叫做透鏡。厚度遠(yuǎn)小于球面半徑的透鏡叫做薄透鏡。(2)凸透鏡:中間比邊緣厚的透鏡叫做凸透鏡。(3)凹透鏡:中間比邊緣薄的透鏡叫做凹透鏡。(a)凸透鏡中央厚、邊緣薄(b)凹透鏡中央薄、邊緣厚一、透鏡(1)主光軸通過兩個球面球心的直線C1C2叫做主光軸(簡稱光軸)。(2)光心主光軸上有一個特殊的點,通過這個點的光傳播方向不變,這個點叫作透鏡的光心。可以認(rèn)為薄透鏡的光心就在透鏡的中心。2. 透鏡的主光軸和光心一、透鏡【例題1】透鏡是用透明物質(zhì)制成的光學(xué)器件,它利用的是光的________ (選填“直線傳播”“折射”或“反射”)。中間比邊緣______ 的透鏡是凸透鏡,如圖中的______(填字母);中間比邊緣______的透鏡是凹透鏡,如圖中的______ 。(填字母)透鏡是用透明物質(zhì)制成的光學(xué)器件,它利用的是光的折射;中間厚邊緣薄的是凸透鏡;中間薄邊緣厚的是凹透鏡;由圖可知,B、C中間厚邊緣薄是凸透鏡;A、D中間薄邊緣厚是凹透鏡。B、C折射厚A、D薄透鏡對光的作用02第4節(jié) 凸透鏡成像二、透鏡對光的作用許多同學(xué)可能做過這樣的游戲:將放大鏡正對著太陽光,再把一張紙放在它的另一側(cè),調(diào)整放大鏡與紙的距離,紙上會出現(xiàn)一個很小、很亮的光斑。光斑處的溫度很高,如果長時間照射,紙會被烤焦。這個現(xiàn)象提示我們:放大鏡能把光會聚起來。放大鏡是凸透鏡,看來凸透鏡對光有會聚作用。凹透鏡也能使光會聚嗎 下面我們通過實驗來仔細(xì)研究這兩種透鏡對光的作用。二、透鏡對光的作用(1)探究凸透鏡對光的作用【實驗】讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡,觀察光通過透鏡后的偏折方向。【實驗現(xiàn)象】與主光軸平行的光經(jīng)凸透鏡后會聚于一點。【實驗結(jié)論】凸透鏡對光有會聚作用(也叫會聚透鏡)。1. 凸透鏡對光有會聚作用二、透鏡對光的作用光心O(2)凸透鏡的焦點和焦距①焦點:平行于主軸的光經(jīng)凸透鏡折射后,會聚于主軸上的一點,該點叫做凸透鏡的焦點,用F 表示。②焦距:焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距,用f 表示。F 焦點f焦距二、透鏡對光的作用③凸透鏡的兩個焦點和焦距凸透鏡兩側(cè)各有一個焦點F1、F2,這兩個焦點關(guān)于光心對稱,兩側(cè)的兩個焦距 f 相等。焦點 F1f1焦距焦點 F2f2焦距二、透鏡對光的作用④凸透鏡焦距的意義透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長短,凸透鏡表面越凸,焦距越短,對光的會聚作用越強。如圖所示,甲凸透鏡的焦距小,對光的會聚作用強。二、透鏡對光的作用(1)探究凹透鏡對光的作用【實驗】讓平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡,觀察光通過透鏡后的偏折方向。【實驗現(xiàn)象】與主光軸平行的光經(jīng)凹透鏡后向外發(fā)散。【實驗結(jié)論】凹透鏡對光有發(fā)散作用(也叫發(fā)散透鏡)。2. 凹透鏡對光有發(fā)散作用二、透鏡對光的作用f虛焦點F焦距把折射光線反向延長看一看折射光線好像從點F射出的①虛焦點:平行于主光軸的光線通過凹透鏡后發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長線交于主光軸上一點,它不是實際光線的會聚點,叫做虛焦點F 。②焦距:虛焦點到透鏡光心的距離叫做凹透鏡的焦距,用f 表示。O(2)凹透鏡的虛焦點和焦距二、透鏡對光的作用③凹透鏡的兩個虛焦點:凹透鏡有兩個虛焦點,關(guān)于光心對稱。④凹透鏡焦距的意義凹透鏡焦距 f 的大小表示其光發(fā)散能力的強弱,f 越小,對光的發(fā)散能力越強。二、透鏡對光的作用【例題2】關(guān)于凸透鏡和凹透鏡,下列說法中正確的是( )A.光經(jīng)過凸透鏡后一定會聚到一點B.光經(jīng)過凸透鏡后,一定會平行射出C.凹透鏡對光有發(fā)散作用D.光經(jīng)過凹透鏡,折射光線的反向延長線一定會相交CAB.凸透鏡對光線的會聚作用,這種會聚是相對于原來的光線,所以光經(jīng)過凸透鏡后不一定會聚到一點,也不一定會平行射出,故AB錯誤;C.凹透鏡對光有發(fā)散作用,故C正確;D.光經(jīng)過凹透鏡,折射光線的反向延長線不一定會相交。故D錯誤。所以選C。二、透鏡對光的作用【例題3】在下列虛框中放入適當(dāng)?shù)耐雇哥R或凹透鏡,光路圖成立。其中放入凹透鏡的是( )A.甲和丁 B.乙和丁 C.丙和丁 D.乙和丙D甲圖中,平行光經(jīng)過透鏡后光線變會聚了,則虛框中放入的透鏡能會聚光,是凸透鏡;乙中光線平行光經(jīng)過透鏡后變發(fā)散了,則虛框中放入的透鏡能將光發(fā)散,是凹透鏡;丙中光線,會聚的光線經(jīng)過透鏡后光線比之前變發(fā)散了,則虛框中放入的透鏡能將光發(fā)散,是凹透鏡;丁圖中,會聚的光線經(jīng)過透鏡后變成平行光,則虛框中放入的透鏡能會聚光,則虛框中放入的是凸透鏡;綜上所述,放入凹透鏡的是乙和丙,故D符合題意,ABC不符合題意。 故選D。二、透鏡對光的作用【例題4】早在2000多年前,我國古人就能“削冰向日取火”,即用冰磨成一種透鏡,讓太陽光透過它點燃柴草取火,如圖甲所示。請在圖乙中畫出光線AB經(jīng)冰透鏡后的折射光線和光線CD對應(yīng)的入射光線(O點為透鏡的光心,F(xiàn)為透鏡的兩個焦點)。平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點;通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸。如圖所示。凸透鏡成像規(guī)律03第4節(jié) 凸透鏡成像三、凸透鏡成像規(guī)律放大鏡是一個凸透鏡,可以用它來研究凸透鏡的成像情況。我們將物體到凸透鏡的距離稱為物距 ,用符號u表示,像到凸透鏡的距離稱為像距,用符號v表示。放大鏡所成的像如圖所示,把放大鏡置于書本上方,然后將放大鏡漸漸遠(yuǎn)離書本,增大物距,看到的像先是正立、放大的,然后變成倒立、放大的,最后變成倒立、縮小的像。想一想:凸透鏡成像有什么規(guī)律?三、凸透鏡成像規(guī)律【提出問題】我們看到隨著放大鏡與物體之間距離的改變,所成像的大小、正倒會發(fā)生變化。看來成像情況與物距密切相關(guān)。猜想它們之間的關(guān)系,并簡述你的依據(jù)。為探究凸透鏡成像的規(guī)律,我們可以把物體放在距凸透鏡較遠(yuǎn)的地方,然后逐漸移近,把每次觀察到的物距以及像的虛實、大小、正倒等情況都記錄在表格中,比較實驗數(shù)據(jù),看看像的虛實、大小、正倒與物距有什么關(guān)系,尋找其中的規(guī)律。fFO凸透鏡光屏物體2f像距v物距u學(xué)生實驗——探究凸透鏡成像的規(guī)律三、凸透鏡成像規(guī)律【搜集證據(jù)】(1)器材:焦距已知的凸透鏡、發(fā)光物、光屏、帶刻度的光具座等。f = 10cm發(fā)光體—燭焰光屏三、凸透鏡成像規(guī)律(2)方案① 如圖所示,把發(fā)光物、凸透鏡和光屏放置在光具座上,將它們的中心位置調(diào)節(jié)到高度一致,保持凸透鏡位置不變。探究凸透鏡成像規(guī)律實驗裝置三、凸透鏡成像規(guī)律② 把發(fā)光物放在距離凸透鏡較遠(yuǎn)的位置,在光具座上慢慢移動光屏找像。如果能在光屏上找到像,即為實像,確定其最清晰的位置,記錄物距、像距、像的正倒、大小等情況。③ 逐漸減小物距,重復(fù)上實驗操作,做好記錄。④如果無法用光屏找到實像,嘗試移除光屏,用眼睛透過凸透鏡觀察虛像。三、凸透鏡成像規(guī)律(3)記錄凸透鏡焦距f 為____cm,發(fā)光物高度h為____ cm,并將其他實驗數(shù)據(jù)填入表中。實驗 序號 物距 u/cm 像的情況 像距v/cm 像高h(yuǎn)'/cm 虛或?qū)?正或倒 像的大小1234數(shù)據(jù)記錄表某一焦距凸透鏡的物、像關(guān)系三、凸透鏡成像規(guī)律(1)分析如圖所示,匯總使用焦距相同的凸透鏡進(jìn)行實驗的相關(guān)數(shù)據(jù),用數(shù)字1~6 標(biāo)出物體在主軸上的位置,用1'~6'標(biāo)出與之對應(yīng)的像的位置。用帶箭頭的線段表示物體、像的大小與正倒情況,可以得到凸透鏡成實像時的物、像關(guān)系。【作出解釋】三、凸透鏡成像規(guī)律(2)結(jié)論由上述實驗可得:當(dāng)物距_______ 時,凸透鏡成一個倒立、縮小的實像;當(dāng)物距_______ 時,凸透鏡成一個__________ 的實像;當(dāng)物距_______ 時,凸透鏡成一個__________ 的虛像。【交流反思】各實驗小組比較所用凸透鏡的焦距,各組成像情況是否均與上述結(jié)論一致。u>2ff< u< 2fu倒立、放大正立、放大三、凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律大量實驗證明:當(dāng)u>2f 時,物體在凸透鏡另一側(cè) f當(dāng) u=2f時,物體在凸透鏡另一側(cè)v=2f 處成一個倒立、等大的實像。當(dāng)f< u< 2f 時,物體在凸透鏡另一側(cè)v>2f 范圍內(nèi)成一個倒立、放大的實像。當(dāng)u三、凸透鏡成像規(guī)律(1)像的虛實凸透鏡在什么條件下成實像?在什么條件下成虛像?【進(jìn)一步拓展】一倍焦距分虛實f實像虛像焦點是成虛像和實像的分界點,當(dāng)物距大于透鏡的1倍焦距時,物體成實像,當(dāng)物距小于透鏡的1倍焦距時,物體成虛像。三、凸透鏡成像規(guī)律(2)像的大小凸透鏡在什么條件下成縮小的像?在什么條件下成放大的像?二倍焦距分大小2f縮小像放大像二倍焦距處是成像大小的分界點,當(dāng)物距大于透鏡的2倍焦距時,物體成縮小的像,當(dāng)物距小于透鏡的2倍焦距時,物體成放大的像。三、凸透鏡成像規(guī)律(3)像的正倒凸透鏡在什么條件下成正立的像?在什么條件下成倒立的像?實像異側(cè)倒虛像同側(cè)正虛像實像凸透鏡所成的實像都是異側(cè)倒立,虛像都是同側(cè)正立。三、凸透鏡成像規(guī)律(4)物距、像距與像的大小關(guān)系物距小于像距物距大于像距不論成實像還是虛像,成放大的像時必定像距大于物距,成縮小的像時必定像距小于物距。凸透鏡成放大像時,物距跟像距相比,哪個比較大?成縮小的像時,物距跟像距相比,哪個比較大?三、凸透鏡成像規(guī)律(5)像和像距隨物距的變化規(guī)律物距減小,像距變大,像變大。①凸透鏡成實像時,物距減小,像距變大,像變大,像與物同方向移動。物距增大,像距變小,像變小,像與物同方向移動。②凸透鏡成虛像時,物距減小,像距減小,像變小。三、凸透鏡成像規(guī)律一焦分虛實,二焦分大小;物近(離焦點)像遠(yuǎn)像變大;虛像(與物)同側(cè)正,實像異側(cè)倒,像物相互跟著跑。(6)口訣記憶三、凸透鏡成像規(guī)律物距u和焦距 f的關(guān)系 像的性質(zhì) 像的位置 像距v和焦距f 的關(guān)系虛實 大小 正倒 與物同(異)側(cè) u > 2f 實像 縮小 倒立 異側(cè) 2f >v >fu = 2f 實像 等大 倒立 異側(cè) v = 2f2f >u >f 實像 放大 倒立 異側(cè) v>2fu =f 不成像 u (7)表格記憶三、凸透鏡成像規(guī)律【例題5】如圖所示,保持凸透鏡的位置不變,先后把燭焰放在a、b、c、d、e各點,并分別調(diào)整光屏的位置。則:①把燭焰放在_________點,屏上出現(xiàn)的像最大;②把燭焰放在_________點,屏上出現(xiàn)的像最小。③把燭焰放在_____點,光屏上出現(xiàn)清晰的像時,屏距透鏡最遠(yuǎn)。④把燭焰放在_____________點,光屏上不會出現(xiàn)像。abcdeFFf2fcd、eca解析見下頁三、凸透鏡成像規(guī)律根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律,物體放在焦點之外,物距越小,像距越大,實像越大。當(dāng)屏上像最大時,則物距是最小的,c點符合;當(dāng)屏上像最小時,則物距是最大的,a點符合;燭焰放在c點時,屏上出現(xiàn)最清晰像時,屏距凸透鏡最遠(yuǎn)。物體放在焦點處或之內(nèi)時,屏上均不能成像,d、 e點符合。三、凸透鏡成像規(guī)律【例題6】在做“凸透鏡成像”的實驗中,凸透鏡焦距是10cm,當(dāng)光屏距凸透鏡16cm時,燭焰在光屏上成清晰的像。若光屏不動,將凸透鏡向光屏方向移動2cm,要使光屏上再次得到清晰的像,下列說法正確的是( )A.蠟燭不動,像變小B.蠟燭靠近凸透鏡,像變小C.蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,像變大D.蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,像變小D凸透鏡焦距是10cm,光屏離凸透鏡16cm(像距)時,2f>16cm>f,所以在光屏上得到一個倒立、縮小的實像。保持光屏位置不變,把凸透鏡向光屏方向移動2cm,像距變小,像變小,則物距增大,故蠟燭應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡。 只有D正確。三、凸透鏡成像規(guī)律【例題7】小明做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實驗,實驗所用凸透鏡的焦距為f=10cm,他把凸透鏡固定在光具座上50cm處,調(diào)節(jié)蠟燭的燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。①如圖所示,若此時他們想在實驗中能用光屏承接到燭焰的實像,光屏應(yīng)在_________(選填“50~60cm”、“50~60cm”)范圍內(nèi)移動;②保持凸透鏡位置不變,把蠟燭放在 30cm刻度線處,調(diào)整光屏到透鏡的距離,則會在光屏上看到燭焰_____(選填“放大”、“縮小”或“等大”)倒立的像;等大60~70cm三、凸透鏡成像規(guī)律③為了使光源更加比較穩(wěn)定,發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源進(jìn)行實驗。當(dāng)“F”形光源在35cm刻度處,在光屏上得到清晰的像,應(yīng)該是圖丙中的______(填序號)。B三、凸透鏡成像規(guī)律①由圖可知,物距u=40cm>2f,則成倒立、縮小的實像,像距滿足f②保持凸透鏡位置不變,把蠟燭放在30cm刻度處,此時物距u=20cm=2f,所以凸透鏡成倒立、等大的實像,像距v=20cm.③當(dāng)“F”形光源在35cm刻度處,此時物距2f>u=50.0cm-35.0cm=15.0cm>f成倒立、放大的實像,成像時左右顛倒,上下相反。故B符合題意,ACD不符合題意。故選B。課 堂 總 結(jié)04第4節(jié) 凸透鏡成像課堂總結(jié)(1)透鏡凸透鏡①凸透鏡:中間厚、邊緣薄的鏡片.②凸透鏡對光有會聚作用.③光心與光軸:凸透鏡的中心O稱為光心,通過光心且垂直于透鏡表面的直線稱為主光軸,簡稱光軸.④焦點與焦距:平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后會聚的點稱為凸透鏡的焦點F;焦點到光心的距離稱為焦距f.①凹透鏡:中間薄、邊緣厚的鏡片.②凹透鏡對光有發(fā)散作用.③光心與光軸:凹透鏡的中心O稱為光心;通過光心且垂直于透鏡表面的直線稱為光軸.④焦點與焦距:平行于主光軸的光經(jīng)凹發(fā)散后,其反向延長線的交點叫凹透鏡的焦點。凹透鏡的兩側(cè)各有一個焦點.凹透鏡課堂總結(jié)(2)物距u 像的性質(zhì) 物與像 的位置 像距v 光屏能 否承接 應(yīng)用u>2f 倒立 縮小 實像 異側(cè) 2f>v>f 能 照相機u=2f 倒立 等大 實像 異側(cè) v=2f 能 測焦距f2f 能 投影儀u=f 不成像 獲得平行光uu 不能 放大鏡表格總結(jié)——凸透鏡成像規(guī)律提 升 訓(xùn) 練05第4節(jié) 凸透鏡成像提升訓(xùn)練1. 如圖甲所示 F 為焦點,試畫出通過凸透鏡后的光路圖。圖乙是射向凹透鏡的兩條入射光線,請畫出對應(yīng)的折射光線。(1)通過焦點的光線經(jīng)凸透鏡折射后將平行于主光軸,平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后將過焦點,如圖所示。(2)對于凹透鏡,平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后,其折射光線的反向延長線過焦點;過光心的光線其傳播方向不變,如圖所示。甲 乙提升訓(xùn)練由圖可以看出甲透鏡對光有發(fā)散作用(與原來的入射光比較)所以甲是凹透鏡;乙透鏡對光有發(fā)散作用(與原來的入射光比較)所以乙也是凹透鏡。故選C。2.光經(jīng)過透鏡折射前后的光路如圖所示,則下列對虛線框內(nèi)的透鏡類型判斷正確的是( )A.甲是凹透鏡,乙是凸透鏡B.甲是凸透鏡,乙是凹透鏡C.兩個都是凹透鏡D.兩個都是凸透鏡C提升訓(xùn)練3. 如圖所示,小華讓凸透鏡正對著太陽光,拿一張白紙在它的另一側(cè)前后移動,直到紙距透鏡約4cm時,紙上的光斑變得最小、最亮,如圖中A點,則透鏡的光心是 _____點,透鏡的焦點是_____點,透鏡的焦距約是_____cm,在_____點處可引燃火柴。薄透鏡的光心在其中心,所以圖中該透鏡的光心是O點.太陽光是平行光,經(jīng)過凸透鏡折射后會聚于一點,這個點就是凸透鏡的焦點,如圖A為該透鏡的焦點,在此處放上火柴,火柴會被點燃.焦點到透鏡中心的距離稱為焦距,因此該凸透鏡的焦距為4cm。A4OA提升訓(xùn)練4.圖記錄了三次改變物距的成像情況,請用 A′、B′、C′分別對應(yīng)標(biāo)出物體在位置 A、B、C 時所成的像。物體在位置 A、B時,物距大于2倍焦距,凸透鏡成倒立縮小的實像,且物距越大,像越小;物體在位置 C時,物距大于1倍焦距小于2倍焦距,凸透鏡成倒立放大的實像。提升訓(xùn)練5. 如圖所示,凸透鏡的焦距為10厘米,凸透鏡的位置保持不變。以下說法正確的是( )A.發(fā)光體放在A點,成倒立等大的實像B.發(fā)光體放在B點,成正立放大的虛像C.光屏在C點找到像,像是倒立縮小實像D.光屏在D點找到像,像是倒立放大實像D提升訓(xùn)練凸透鏡的焦距f=10cm,則2f=20cm,A.發(fā)光體放在A點,此時的物距為 u1=50.0cm-20.0cm=30cm則u>2f,由凸透鏡成像規(guī)律可知,此時成倒立的縮小的實像,故A錯誤;B.發(fā)光體放在B點,物距為u2=50.0cm-35.0cm=15cm則f<u<2f,由凸透鏡成像規(guī)律可知,此時成倒立放大的實像,故B錯誤;C.光屏在C點找到像,像距等于2倍焦距,物距等于兩倍焦距,此時像是倒立等大的實像,故C錯誤;D.光屏在D點找到像,像距為30cm,像距大于兩倍焦距,則物距在一倍焦距和兩倍焦距之間,則像是倒立放大實像,故D正確。 故選D。提升訓(xùn)練6. 在探究凸透鏡成像規(guī)律時,小捷用了9個紅色的發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色的板上代替蠟燭作光源,用平行光聚焦法測得凸透鏡的焦距為10cm;(1)凸透鏡固定在光具座的零刻度線上,小捷將光源移至光具座30cm處后,再移動光屏,至到如圖所示位置,光屏上會出現(xiàn)清晰______(填“放大”、“縮小”或“等大”)的實像;如果她將光源再遠(yuǎn)離凸透鏡一些,這時光屏應(yīng)向____(填“左”或“右”)移動,以獲得清晰的實像;(2)如果將光源移至7cm處,凸透鏡此時成的是放大的______(填“虛像”或“實像”)。左縮小虛提升訓(xùn)練(1)凸透鏡固定在光具座的零刻度線上,小捷將光源移至光具座30cm處,所以此時物距u=30cm>2f所以成倒立、縮小的實像。若將光源遠(yuǎn)離凸透鏡,則物距增大,根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律得,像距要減小,所以光屏要靠近凸透鏡即向左移動,以獲得清晰的實像。(2)如果將光源移至7cm處,此時物距u=7cm根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律,所以成正立、放大的虛像。 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫