内容正文:
第2章 对环境的察觉
第6节 透镜和视觉
新课标(ZJ)
第2课时 研究凸透镜成像规律
问题1:把凸透镜靠近课本,观察课本上的文字,你会发现文字的像与原字有什么不同?
可以观察到一个正立的放大的像
问题2:在房间里面对窗户而立,如图移动凸透镜的位置,你能否透过凸透镜看到窗外景物清晰的像?
可以观察到一个倒立的缩小的像
活动:在桌上放一块凸透镜,在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛,调节蜡烛与凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上得到倒立的像。
1. 凸透镜能使物体成像。这个像能呈现在光屏上,它是由实际光线会聚而成的,这样的像叫做实像(real image)。
物距U
像距V
2. 把物体到凸透镜的距离叫做物距(u)(subject distance),3. 像到凸透镜的距离叫做像距(v)(image distance)。
一、凸透镜成像规律
正立的放大的像
倒立的缩小的像
物体经凸透镜所成的像有什么规律可循?下面让我们通过实验来探究凸透镜成像的规律。
1. 提出问题:
这两个实验我们都是用凸透镜来观察物体,但是观察到的像的特点不同,根据这个现象能提出什么问题?
2. 建立猜想
窗外景物离凸透镜比较远,书本离凸透镜比较近,成像情况不同,说明凸透镜成像情况与物体到凸透镜的距离有关。
物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?
物体经凸透镜所成像的大小、正倒可能跟物体与凸透镜的距离有关。
探究
3. 设计实验
实验目的:
探究凸透镜成像规律
实验器材:
蜡烛、凸透镜、光屏、光具座、火柴
(1)选择1块凸透镜,在阳光下行光源测出凸透镜的焦距f = ________厘米。
(2)用1支蜡烛作物体,研究蜡烛所成的像;
用1块白色硬纸板做光屏,来承接蜡烛的像。
(3)把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上,
调节它们的高低使它们的中心处于同一高度。
想一想,为什么要这样做?
4. 实验步骤
使像成在光屏的中央
(4)点燃蜡烛,把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰的像。然后将蜡烛逐次移近凸透镜,每次都需要调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛在屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒是如何随物距的减小而变化的。
(1)当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时,测量并记录物距和像距。
(2)当烛焰在光屏上成倒立、等大的像时,测量并记录物距和像距。
(3)当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时,测量并记录物距和像距。
(4)当通过凸透镜能观察到蜡烛正立、放大的像时,测量并记录这时的物距。试一试,这个像能成在光屏上吗?
5. 记录实验数据:
怎样才算光屏上找到了像?
注意:
调节光屏到某一位置,将光屏靠近或远离凸透镜时,像都会变模糊,此时光屏上的像最清晰。
5. 进行实验
物距(u) 像的性质
倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像
u>2f 倒立 缩小 实像
u=2f 倒立 等大 实像
f<u<2f 倒立 放大 实像
u=f
u<f 正立 放大 虚像
6. 分析与讨论:
(1)实验记录
(1)凸透镜成实像与虚像的分界点在哪儿?
(2)凸透镜成放大像与缩小像的分界点在哪儿?
(3)什么情况下,像与物在凸透镜两侧?什么情况下像与物在凸透镜同侧?
焦点是实像和虚像的分界点
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点
成实像时物像异侧
成虚像时物像同侧
(4)凸透镜成像实验中,什么情况下光屏上得不到像?
A、没有调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使三者的中心大致在同一条直线上.
B、蜡烛放在凸透镜的焦点,烛焰射出的光线经凸透镜折射后,平行射出,不会会聚成像.
C、蜡烛在焦点以内成的像是虚像。
D、蜡烛在一倍焦距到二倍焦距之间,但离焦点太近,成像太远,光具座不够长。
随着物距的减小,像距变大,像变大。
(5)哪种情况下凸透镜成虚象?
物距小于焦距
(6)当凸透镜成实像时,随着物距的减小,像距是怎样变化的?像怎样变化?
物距(u) 像距(v) 物距与像距的关系 像的性质
u>2f f<v<2f u>v 倒立、缩小、实像
u=2f v=2f u=v 倒立、等大、实像
f<u<2f v>2f u<v 倒立、放大、实像
u=f
u<f 放大 正立、虚像
凸透镜成实像时,物距大于像距成缩小的实像、
物距小于像距成放大的实像
课堂小结
f <u < 2 f,成倒立、放大的实像
探究凸透镜成像规律
u< f,成正立、放大的虚像
u>2f,成倒立、缩小的实像
课堂练习
1.小王同学用光具座做凸透镜成像实验时,蜡烛的像成在了光屏上侧,为了使蜡烛的像能成在光屏中央,以下操作可达到目的的是 ( )
A.将凸透镜往上移 B.将