内容正文:
第3节 凸透镜成像的规律
学习目标:1.了解凸透镜成像的探究过程.
2.理解凸透镜的成像规律,知和物距、像距变化时像的变化规律.
授课提示:对应学生用书第69页
知识点 凸透镜成像的规律
1.物体离照相机的镜头比较远,成缩小的实像;物体离投影仪的镜头比较近,成放大的实像;物体离放大镜比较近,成放大、正立的虚像.
2.像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离有关.
凸透镜成像图解
u>2f,成倒立、缩小的实像.
f<u<2f,成倒立、放大的实像.
u<f,成正立、放大的虚像.
授课提示:对应学生用书第70页
1.实验探究:探究凸透镜成像规律
(1)提出问题:凸透镜所成像的______、________、________与什么因素有关?
(2)猜想_________________________________________.
(3)设计实验,进行实验.
①装置图:
②测凸透镜的焦距,思考如何测焦距?
③把蜡烛放在较远处,使物距u>2f、u=2f、f<u<2f、u=f、u<f,观察像的性质.
④思考:当成实像时,物距(u)变大时,像距(v)变________,像变________.
答案:(1)大小 虚实 倒正
(2)凸透镜成像的大小、倒正和虚实可能与物距有关,也可能与凸透镜的焦距有关.
(3)让凸透镜正对太阳光,用光屏承接最小最亮点,用刻度尺测亮点到透镜的距离 小 小
2.议一议:(1)实验前,首先调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度上,目的是什么?
(2)怎样才能在光屏上得到“最清晰的像”?
(3)如果用不透明的纸遮住透镜一部分,成的像还完整吗?有什么变化?
答案:(1)使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央,便于观察和比较像和物体的关系.
(2)缓慢地多次前后移动光屏,并不断比较光屏上像的“清晰程度”,直到光屏上的像“最清晰”为止.
(3)如果用不透明的纸遮住凸透镜的一半(或一部分),物体透过凸透镜所成的像依然完整,只是像的亮度变暗了.
[例题1] 小明用焦距为10 cm的凸透镜做探究凸透镜成像规律的实验.
(1)调整器材高度时,应________(填“点燃”或“不点燃”)蜡烛.
(2)器材处于图甲所示位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与________(填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)的成像特点相同.
(3)将蜡烛移动至20 cm刻度处时,应将光屏移动到________(填序号)范围的某一位置才能再次在光屏上得到清晰的像.
A.50~60 cm
B.60~70 cm
C.70~80 cm
(4)将蜡烛移动至45 cm刻度处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰的放大的________(填“虚”或“实”)像.
(5)张老师用发光二极管制作了一个“F”形光源(如图乙)代替蜡烛放在30 cm刻度处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的________(填序号).
解析:(1)只有先将蜡烛点燃,才可以确定烛焰的中心与透镜、光屏的中心在同一高度上,使其成像在光屏的中心,所以点燃蜡烛应在调整高度之前;(2)由图可知像距大于物距,此时成倒立、放大的实像,投影仪就是根据这个原理制成的;(3)当蜡烛移到20 cm刻度处时,此时u=30 cm,物距大于二倍焦距,则像距大于一倍焦距小于二倍焦距,所以要将光屏移到60~70 cm之间,故B正确;(4)将蜡烛移至45 cm刻度线处时,物距u=5 cm,则u<f,成正立、放大的虚像;(5)光源“F”放在30 cm刻度处时,物距等于凸透镜的二倍焦距,成倒立、等大的实像,与原物体相比,上下颠倒、左右相反,故选B.
答案:(1)点燃 (2)投影仪 (3)B (4)虚 (5)B
方法技巧[来源:学科网]
正确解答凸透镜成像实验探究题
(1)凸透镜、光屏和烛焰的中心应放在同一高度上.
(2)若在实验中怎样移动光屏都得不到像,可能原因有:
①蜡烛没有在凸透镜的焦点外;
②烛焰、凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度上;[来源:学&科&网]
③蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,导致像距过大,光屏不能移动到能够接收到像的位置.
[例题2] 有A、B、C三块凸透镜,现用这三块凸透镜做成像实验,在保持各凸透镜跟蜡烛距离相等的条件下,得到如下表所示的实验记录,由此可知A、B、C三块凸透镜的焦距关系为( )
凸透镜
像的性质
A
放大
倒立
实
B
缩小
倒立
实
C
放大
正立
虚
A.fA>fB>fC B.fC>fA>fB
C.fA<fB<fC D.fB<fC<fA
解析:设蜡烛距透镜的距离为u,则根据A成像的性质可以判定:fA<u<2fA,可得:<fA<u ①,根据B成像的性质可以判定:u>2fB,可得:fB< ②,根据C成像的性质可以判定:u<fC ③,比