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第三章 光和眼睛
第6節(jié) 凸透鏡成像規(guī)律
照相機(jī)
投影儀
放大鏡
眼鏡
顯微鏡
望遠(yuǎn)鏡
這些儀器都用到了凸透鏡，透鏡成的像是怎樣的？
觀察與思考
1. 提出問題
凸透鏡所成的像的大小、正倒和什么有關(guān)呢？
凸透鏡成像有著什么樣的規(guī)律？
探究凸透鏡成像規(guī)律
2. 猜想與假設(shè)
凸透鏡成的像可能跟物距u有關(guān)
O
F
F
物距u
像距v
光心
實(shí)驗方法：控制變量法
控制焦距不變，改變物距。
探究凸透鏡成像規(guī)律
3. 設(shè)計實(shí)驗與制定計劃
思考：
1.實(shí)驗器材要準(zhǔn)備什么？
2.實(shí)驗器材該如何擺放， 有什么要求？
3.如何才算找到了像？
4.如何描述像的特點(diǎn)？
蠟燭、凸透鏡、光屏,光具座。
蠟燭
凸透鏡
光屏
光具座
物距u
像距v
目的：使成像在光屏中央
調(diào)整燭焰、凸透鏡、光屏的高度，使它們的中心在同一高度。
在光屏上觀察到最清晰的燭焰的像
描述像的大小、正倒、虛實(shí)
探究凸透鏡成像規(guī)律
3. 設(shè)計實(shí)驗與制定計劃
具體實(shí)驗操作
1.將蠟燭、凸透鏡和光屏依次放在光具座上。
2.點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)節(jié)凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心跟燭焰的中心大致在同一高度上。
3.移動蠟燭到某處，然后調(diào)節(jié)光屏的位置，在光屏上找到清晰的燭焰的像。
4.觀察此時物距、像距以及像的特點(diǎn)，并記錄在表格中。
探究凸透鏡成像規(guī)律
4. 進(jìn)行實(shí)驗與收集證據(jù)
蠟燭由遠(yuǎn)及近向凸透鏡 移動時，觀察光屏上的成像情況，并記錄在表格中。
物距u/cm 像的性質(zhì) 像距v/cm
大小 正倒 虛實(shí) 30.00 2.00cm，縮小 倒立 實(shí)像 17.60
28.00 2.30cm，縮小 倒立 實(shí)像 18.10
22.00 3.30cm，等大 倒立 實(shí)像 21.50
19.00 4.50cm，放大 倒立 實(shí)像 25.90
15.00 8.60cm，放大 倒立 實(shí)像 39.20
11.00 不成像 8.00 放大 正立 虛像 ——
5.00 放大 正立 虛像 ——
（f =11cm）
物距u/cm 像的性質(zhì) 像距v/cm
大小 正倒 虛實(shí) 30.00
28.00
22.00
19.00
15.00
11.00 8.00
5.00
探究凸透鏡成像規(guī)律
物距u/cm 像的性質(zhì) 像距v/cm
大小 正倒 虛實(shí) 30.00 2.00cm，縮小 倒立 實(shí)像 17.60
28.00 2.30cm，縮小 倒立 實(shí)像 18.10
22.00 3.30cm，等大 倒立 實(shí)像 21.50
19.00 4.50cm，放大 倒立 實(shí)像 25.90
15.00 8.60cm，放大 倒立 實(shí)像 39.20
11.00 不成像 （f =11cm）
u>2f
2f>u>f
u=2f
u=f
2f>v>f
v>2f
v=2f
探究凸透鏡成像規(guī)律
物距u/cm 像的性質(zhì) 像距v/cm
大小 正倒 虛實(shí) 30.00 縮小 倒立 實(shí)像 17.60
28.00 縮小 倒立 實(shí)像 18.10
22.00 等大 倒立 實(shí)像 21.55
19.00 放大 倒立 實(shí)像 25.90
15.00 放大 倒立 實(shí)像 39.20
11.00 不成像 8.00 放大 正立 虛像 —
5.00 放大 正立 虛像 —
5. 實(shí)驗數(shù)據(jù)分析（f =11cm）
u=2f
uv=2f
2f>v>f
v>2f
2f>u>f
u>2f
u=f
一倍的焦距定虛實(shí)，兩倍的焦距定大小。
探究凸透鏡成像規(guī)律
6. 實(shí)驗問題
若遮擋透鏡的一部分，成像將如何變化？
成像變暗，但仍然完整。
探究凸透鏡成像規(guī)律
6. 實(shí)驗問題
若成像在光屏上方，該如何調(diào)節(jié)？
①將光源向上調(diào)節(jié)；②將透鏡向下調(diào)節(jié)；③將光屏向上移
探究凸透鏡成像規(guī)律
A′
F
F
2f
2f
O
u>2f
A
B
B′
u >2f 2f >v>f 倒立 縮小 實(shí)像 異側(cè)
應(yīng)用：
照相機(jī)
探究凸透鏡成像規(guī)律
F
F
2f
2f
O
B′
A′
u=2f
A
B
u＝2f v=2f 倒立 等大 實(shí)像 異側(cè)
應(yīng)用：
測焦距
探究凸透鏡成像規(guī)律
F
F
2f
2f
O
B′
A′
fA
B
f＜u＜2f v>2f 倒立 放大 實(shí)像 異側(cè)
應(yīng)用：
投影儀
探究凸透鏡成像規(guī)律
F
F
2f
2f
O
u=f
A
B
u＝f 不成像
探究凸透鏡成像規(guī)律
F
F
2f
2f
O
A′
B′
A
B
u＜f —— 正立 放大 虛像 同側(cè)
u應(yīng)用：
放大鏡
探究凸透鏡成像規(guī)律
A′
F
F
2f
O
u>2f
A
B
B′
2f
B′
A′
u=2f
A
B
B′
A′
fA
B
成實(shí)像時：物近像遠(yuǎn)（同方向移動） 像變大
像與物同方向移動
探究凸透鏡成像規(guī)律
F
F
2f
2f
O
A′
B′
A
B
uA′
B′
成虛像時：物近像近（同方向移動） 像變小
v＞u
像與物同方向移動
探究凸透鏡成像規(guī)律
放大鏡成正立放大的像。
觀察下圖，放大鏡所成的像是怎樣的？
凸透鏡的應(yīng)用——放大鏡
F
F
O
通過實(shí)驗和光路圖可知，放大鏡成正立放大的虛像。
u＜f
v＞u
透鏡越厚，焦距越小，折光本領(lǐng)越強(qiáng)，放大倍數(shù)越大，因此通常選用焦距較小、較厚凸透鏡作為放大鏡。
凸透鏡的應(yīng)用——放大鏡
凸透鏡成像的規(guī)律
課堂小結(jié)
1．一個凸透鏡焦距為5 cm，若用它看郵票上的細(xì)節(jié)，則郵票與這個凸透鏡的距離應(yīng)(　 )
A．等于5 cm B．在5 cm和10 cm之間
C．小于5 cm D．多少都可以
C
課堂練習(xí)
2. 手機(jī)掃描二維碼，相當(dāng)于給二維碼拍了一張照片，手機(jī)攝像頭相當(dāng)于凸透鏡，影像傳感器相當(dāng)于光屏，下列說法正確的是 （　　）
A．物體上的二維碼是光源
B．掃碼時二維碼要位于攝像頭二倍焦距以外
C．要使屏幕上二堆碼的像變小，只需將二維碼靠近凸透鏡
D．影像傳感器上成的是正立的實(shí)像
B
課堂練習(xí)
3.在做“凸透鏡成像”的實(shí)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
課堂練習(xí)
4.將物體放在凸透鏡前16cm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
課堂練習(xí)
5.把物體放在凸透鏡前10cm時，可以在凸透鏡另一側(cè)的光屏上得到放大的像。據(jù)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(shí)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
課堂練習(xí)

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