内容正文:
第16讲 凸透镜成像的规律
1. 探究并知道凸透镜成像规律
2. 知道凸透镜成像倒立、缩小(或放大)实像的条件及应用
3. 知道凸透镜成正立、放大虚像的条件
4. 了解凸透镜成像规律应用
5. 掌握探究凸透镜成像的过程。能在探究活动中,初步获得提出问题的能力,通过探究活动,体验科学探究的全过程和方法,学习从物理现象中归纳科学规律的方法
1、 探究凸透镜成像的规律
如上图,光具座(带刻度)、蜡烛、凸透镜、光屏
1、信息快递
(1)物距(U):物体到透镜的距离。
(2)像距(V):像到透镜的距离。
(3)实像:能在光屏上呈现的像,它是由实际光线会聚而成的。
(4)虚像:能被人看见,但不能在光屏上呈现的像。
2、把蜡烛、凸透镜、光屏放在同一直线上(光具座上),调整烛焰、透镜和光屏的高度,使它们中心在同一高度。目的是使像成在光屏的中央。
提示:若在实验时,无论怎样移动光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
3、 探究过程
①利用学过的方法测出凸透镜的焦距f;
②按要求组装好器材,固定凸透镜的位置;
③蜡烛从距离凸透镜最远处开始逐次靠近凸透镜(改变物距);
每改变一次物距u,都要调节光屏的位置,让光屏上出现最清晰的像(寻找像);
④设计表格并记录每次实验得到的物距u、像距v、像的特点:
4、 数据分析
(1)把蜡烛放在较远处,使u>2f,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小。测量像距和物距。
(2)把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于2f,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
(3)把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在f<U<2f,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。测量像距和物距。
(4)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,看是否能够成像
(5)把蜡烛移动到凸透镜的焦点以内,移动光屏,在光屏上不能看到烛焰的像
5、结论:
成像条件物距(u)
成像的性质
像距(v)
应用
u﹥2f
倒立、缩小的实像
照相机(图a)
u=2f
倒立、等大的实像
图d
f﹤u﹤2f
倒立、放大的实像
投影仪(图b)
u=f
不成像
射出的是平行光线
0﹤u﹤f
正立、放大的虚像
放大镜(图c)
a. u﹥2f
b. f﹤u﹤2f
c. u﹤f
d. u=2f
二、对规律的进一步认识:
1、u=f是_________成实像和虚像__________的分界点。
2、u=2f是 成放大的像和缩小的像 的分界点。
3、当像距大于物距时成_放大_的实像(或虚像),当像距小于物距时成__缩小的_像。
4、成实像时:
(
物距减小
(增大)
像距
增大
(
减小
)
像
变大
(
变小
)
)
5、成虚像时:
(
物距减小
(增大)
像距
减小
(
增大
)
像
变小
(
变大
)
)
6、物上升像下降 物进像退
7、若实验中凸透镜被挡住一半,仍然能成完整的像,但像变暗
考点一:生活中凸透镜的成像现象
例1.2023年大年初一上映了一部科幻片《流浪地球2》,人工智能MOSS在影片中起了至关重要的作用。下列关于“MOSS摄像头”的说法正确的是( )
A.“摄像头”上成的像是放大的像
B.“MOSS”的摄像头是凹透镜
C.当物体靠近“摄像头”时,所成的像变小
D.在拍摄录像时,物体在“MOSS”摄像头的二倍焦距之外
【答案】D
【详解】摄像头是凸透镜,它的的工作原理是:物体在凸透镜二倍焦距以外时,成倒立、缩小的实像;当物体靠近凸透镜,即物距变小时,所成的实像远离摄像头,同时像变大,故D正确,ABC错误。
故选D。
考点二:探究凸透镜的成像规律
例2.小明同学在探究凸透镜成像”的实验中
(l)将凸透镜正对太阳光,在透镜的另一侧移动光屏,在距透镜10cm处,屏上呈现出最小最亮的光斑,则此凸透镜焦距约是______cm;
(2)在“探究凸透镜成像规律”的实验时:蜡烛、______、光屏应该在______,目的是______ ;
(3)小明继续将点燃的蜡烛靠近凸透镜,当烛焰移至25cm 处,移动光屏,在屏上得到清晰的倒立、______的实像,______(选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”)应