内容正文:
第3节 凸透镜成像的规律
素养目标
1.知道凸透镜成像的特点和规律。(物理观念)
2.通过探究过程,体验科学探究的全过程和基本研究方法。(科学思维)
3.通过科学实验,探究凸透镜成像的规律。(科学探究)
4.体会用凸透镜成像规律解决有关问题的过程,提高解决问题的能力。(科学态度与责任)
一、概念
1.物距:物体到凸透镜光心的距离,叫做 物距 ,用字母 u 表示。
2.像距:物体通过凸透镜所成的像到光心的距离叫做 像距 ,用字母 v 表示。
3.焦距: 焦点 到凸透镜 光心 的距离叫做焦距,用字母 f 表示。
二、探究凸透镜成像的规律
4.猜想:从照相机、投影仪、放大镜的成像情况可猜想到,像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的 距离 有关。
5.放:在光具座上依次放置 蜡烛 、 凸透镜 、 光屏 。
6.调:调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在 同一高度 。
7.测:把蜡烛由远及近地向凸透镜靠近,再依次调整 光屏 到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成 清晰 的实像,观察像的 大小 、 正倒 ,最后测出 物距 和 像距 。
【填一填】
1.小刚探究“凸透镜成像规律”的实验装置如图所示,其中焦距为15 cm的凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,光屏和点燃的蜡烛分别位于凸透镜的两侧。
(1)小刚将蜡烛移至光具座上10 cm刻度线处,移动光屏。直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 缩小 (选填“放大”“等大”或“缩小”)的实像;
(2)小刚将蜡烛移至光具座上30 cm刻度线处,移动光屏,直到烛焰在光屏上成清晰的像,则该像是 倒立 (选填“倒立”或“正立”)的实像。
(3)小刚将蜡烛移至光具座上40 cm刻度线处,小刚从透镜的右侧通过透镜可以看到烛焰 正立 (选填“倒立”或“正立”)的像。
【选一选】
2.阳阳对凸透镜成像的特点进行了总结,其中正确的是( C )
①缩小的都是实像,放大的都是虚像;②实像都是倒立的,虚像都是正立的;③缩小的像都是倒立的,放大的像都是正立的;④实像远离凸透镜时变大,虚像靠近凸透镜时变小;⑤实像和物体在凸透镜的两侧,虚像和物体在凸透镜的同侧。
A.①②③ B.①③④
C.②④⑤ D.③④⑤
3.如图所示,小张同学将一只薄凸透镜放在花盆前,通过透镜观察到的花是正立的,则( D )
A.此时通过透镜看到的是花缩小的虚像
B.此时通过透镜看到的是花放大的实像
C.如果让透镜移近花盆一些,透镜所成的花的像将变大一些
D.如果让透镜逐渐远离花盆,透镜所成的像有可能是花倒立的实像
探究凸透镜成像的规律
如图所示为探究凸透镜成像特点的装置,根据探究过程回答下列问题:
实验前为什么要调整烛焰、凸透镜、光屏三者在同一高度?
答案:使烛焰的像成在光屏的中央。
在“探究凸透镜成像”的实验中,保持烛焰、凸透镜的位置不动,无论怎么移动光屏,光屏上也得不到像的原因是什么?
答案:(1)三者的中心不在同一高度;(2)蜡烛放在了凸透镜的焦点或1倍焦距以内。
实验中为什么要多测几组数据?
答案:为了使实验结论更具有普遍性,避免偶然性。
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 点燃 (选填“点燃”或“不点燃”)蜡烛。
(2)器材处于如图甲所示的位置时,烛焰恰好在光屏上成清晰的像,这与 投影仪 (选填“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刻度线处,应将光屏移动到 B (填字母)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刻度线处时,取下光屏,从凸透镜右侧通过凸透镜可以看到烛焰放大的 虚 (选填“虚”或“实”)像。
(5)张老师用发光二极管制做了一个“F”形光源(如图乙所示)代替蜡烛放在30 cm刻度线处,则光屏上得到的清晰的像应该是图丙中的 B (填字母)。
切入点1——“会找焦距”:实验探究中首先用“阳光会聚法”或“远物成像法”找出凸透镜的焦点,得出凸透镜的焦距。
切入点2——“会放”:按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序将它们放置在光屏光具座上,调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度上。
切入点3——“会探究”:①会探究物体与焦点之间的距离发生变化时,像的大小、正倒、虚实如何变化;②会探究实像与虚像的分界点;③会探究成放大和缩小像的分界点。
切入点4——“会分析”:光屏上得不到像的原因:①物体放在焦点处时不成像;②物体放在了1倍焦距之内,光屏上找不到像;③光屏与透镜、烛焰三者的中心不在同一高度上;④成放大的实像时光具座的长度不够,