4.5 科学探究：凸透镜成像-2020-2021学年八年级物理上册同步课堂帮帮帮（沪科版）

第四章 多彩的光 第五节 科学探究：凸透镜成像 目标梳理 学习目标 重点难点 1. 了解主光轴、光心、焦点、焦距等概念。 2. 掌握凸透镜及其会聚作用。 3. 掌握凹透镜及其发散作用。 4. 掌握凸透镜成像原理。 1．重点：凸透镜的会聚作用，凹透镜的发散作用，凸透镜成像原理。 2．难点：凸透镜成像原理。 知识梳理 一、透镜 1．透镜的类型 （1）凸透镜： ① 、边缘薄的透镜，如图甲所示。 （2）凹透镜： ② 、中央薄的透镜，如图乙所示。 2．透镜的基本概念 （1）主光轴：通过透镜两个球面球心的直线叫作主光轴，简称光轴。 （2）光心：透镜的中心，用字母“O”表示，凡是通过光心的光，其传播方向 ③ 。 （3）焦点：平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点成为焦点，用字母“F”表示。凸透镜的两侧各有一个焦点。 （4）焦距：焦点到光心的距离称为焦距，用字母“f”表示。 3．透镜对光的作用 （1）对光的作用： a. 凸透镜： ④ 作用。 ( 凸透镜会聚 ) ( 凹透镜发散 )b. 凹透镜： ⑤ 作用。 （2）透镜的三条特殊光线： 种类 入射光线 折射光线 图例 凸透镜 平行于主光轴 经过另一侧的焦点 经过焦点或从焦点发出 平行于主光轴 经过光心 不改变传播方向 凹透镜 平行于主光轴 折射光线的反向延长线经过同侧焦点 直射时经过凹透镜另一侧虚焦点 平行于主光轴 经过光心 不改变传播方向 ①中央厚 ②边缘厚 ③不变 ④会聚 ⑤发散 二、科学探究：凸透镜成像 1．提出问题 凸透镜成像有什么规律？凸透镜成像的大小、倒正、虚实跟什么因素有关？ 2．猜想与假设 凸透镜成像的大小、倒正、虚实可能跟物、镜之间的距离有关。 3．设计实验与制订计划 （1）实验器材：光具座、蜡烛、光屏、凸透镜、火柴。 （2）实验装置： 4．进行实验与收集证据 （1）利用太阳光聚集法测定凸透镜的焦距。所选凸透镜的焦距为10cm。 （2）把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上。点燃蜡烛、调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。 （3）把蜡烛放在与凸透镜距离大于二倍焦距的地方，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。记录物距、像距以及像的倒正和大小。改变物距，重复这一步。 （4）把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，记录物距、像距、像的倒正和大小。 （5）把蜡烛再靠近凸透镜，让蜡烛与凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，移动光屏，记录物距、像距以及像的倒正和大小。改变物距，重复这一步。 （6）把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛在凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像。记录物距和成像情况。 （7）把蜡烛移动到凸透镜一倍焦距以内，移动光屏，在光屏上还能够看到烛焰的像？从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察烛焰，记录物距、像的倒正、大小。改变物距，重复这一步。 将实验数据和观察结果填入下表中。 焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm 光屏上像的正倒 光屏上像的大小 光屏上像的虚实 像与物相对于凸透镜的位置 10 50 12.5 ⑥ 缩小 实像 异侧 30 15 倒立 缩小 实像 异侧 20 20 倒立 ⑦ 实像 异侧 15 30 倒立 放大 实像 异侧 12.5 50 倒立 放大 ⑧ 异侧 10 不成像 8 光屏上没有像，但在蜡烛一侧，通过凸透镜能观察到正立、放大的虚像 ⑨ 5．分析与论证 分析和观察实验现象和数据可知： 物距u与焦距f的关系 像距v与焦距f的关系 像的性质 应用 正倒 大小 虚实 u＞2f f＜v＜2f 倒立 缩小 实像 ⑩ u=2f V=2f 倒立 等大 实像 侧焦距 f＜u＜2f v＞2f 倒立 放大 实像 投影机、幻灯机 u=f - 不能成像 平行光、侧焦距 u＜f - 正立 放大 虚像 放大镜 6．交流与合作 （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？ 使烛焰通过凸透镜所成的像呈现在光屏中央，便于观察和比较像与物体的关系。 （2）怎样才能在光屏上找到“最清晰的像”？ 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）随着实验的进行，像在光屏上的位置越来越高，甚至超过了光屏的顶端，为什么？如何解决？ 蜡烛燃烧的时间越长，蜡烛越短，烛焰位置就越低，所以像的位置就