5.3 凸透镜成像的规律 2022-2023学年人教版物理八年级上册

5.3 凸透镜成像的规律 引入新课 照相机、投影仪都利用了凸透镜成像,放大镜本身就是凸透镜。但是它们所成像的特点却不同。 物体离放大镜很近,成放大、正立的虚像。 倒立、缩小的实像 倒立、放大的实像 一、探究凸透镜成像规律 在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时,透镜放在光具座标尺中央。将蜡烛点燃作为物体,研究烛焰所成的像。 点燃的蜡烛 凸透镜 光屏 光具座 一、探究凸透镜成像规律 基本概念 1.物距:物体到透镜光心的距离,用字母u表示。 2.像距:像到透镜光心的距离,用字母v表示。 物距u 像距v 物体AB B A 像A’ B’ B’ A’ F焦点 F焦点 光心 一、探究凸透镜成像规律 3. 焦距:焦点到光心的距离,用f表示,2f表示两倍的焦距 f 2f F F F F u v 提出问题:凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟什么因素有关系? 猜想假设: 2.可能与焦距有关。 1.可能与物体到透镜的距离有关. 由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距 f 有关系,所以研究物距u的变化时,焦距可能是个应该注意的参照距离。 从照相机、投影仪和放大镜的成像特点看,凸透镜的成像可能与物体到透镜的距离有关。 一、探究凸透镜成像规律 实验步骤 a.将凸透镜固定在光具座的中央,蜡烛和光屏在凸透镜的两侧,使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度。 b.将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置,用打火机点燃蜡烛。 c.移动光屏,直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止。 使它们的中心处于同一高度,这样像才能成在光屏中心。 进行实验 分别使物距u在 1.大于二倍焦距(u>2f ) 2.大于一倍焦距小于二倍焦距(f<u<2f ) 3.小于一倍焦距(u<f ) 的范围内,观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化 如何测定凸透镜的焦距 测得凸透镜的焦距f= cm 10 把点燃的蜡烛和光屏分别放在光具坐的两端,移动透镜,直到屏上出现最小、清晰的烛焰的像。此时焦距近似等于像距(透镜到光屏的距离) 如何保证蜡烛的像始终能完整的成在光屏上? 调节蜡烛、透镜、光屏的中心,使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。 实验中的注意事项: 1、光具座的长度有限,做实验时最好选用焦距为10cm左右的凸透镜,焦距过大(光具座总长不够4倍焦距长),有些实验无法完成。 2、凸透镜最好放在光具座的中间位置,便于调节物距和像距。 3、调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度,目的是让烛焰的像成在光屏的中央。 4、调整光屏时不可再调整凸透镜的位置,否则会使物距改变。 5、判断烛焰的像是否最清晰的方法:光屏在某位置时,向前或向后移动光屏,像都会变模糊,则此位置即为像最清晰的位置。 6、同一个物距范围内要取两个以上的物距进行实验,这样做是为了排除偶然因素,寻找普遍规律。 凸透镜焦距f=_cm 物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距/cm 虚实 大小 正倒 【探究实验记录表】 物距与焦距的关系 物距u(cm) 像的性质 像距v(cm) 像的变化 虚实 大小 倒正 u>2f 35 实 缩小 倒 14 25 实 缩小 倒 15 f<U<2f 15 实 放大 倒 30 12 实 放大 倒 31 U<f 7 虚 放大 正 / 5 虚 放大 正 / 14 二、凸透镜成像光路图 大于2倍焦距 倒立、缩小、实像 ①当u>2 f 时 f<v<2f 等于2倍焦距 倒立、等大、实像 ②当u=2 f 时 v=2f 小于2倍焦距 大于1倍焦距 倒立、放大、实像 ③当f<u<2f 时 v>2f 等于1倍焦距 不成像 ④当u= f 时 小于1倍焦距 正立、放大、虚像 ⑤当u<f 时 分析归纳: 1.u=f是凸透镜成实像和虚像的分界点。 2.u=2f是凸透镜成像大小的分界点。 3.凸透镜成实像都是倒立的,虚像都是正立的。 4.物体离凸透镜的焦点越近,像离焦点越远,且像越大。 凸透镜在什么条件下成正立的像?在什么条件下成倒立的像? u>f 时成实像,是倒立的; u<f 时成虚像,是正立的。 课堂总结 1.一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。 2.凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像都是正立的。 3.焦点是成实像和虚像的分界点。当u>f 时成实像;当u<f 时成虚像;当u=f 时不成像。 4.二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。当u>2f 时,成缩小的实像;当u=2f 时,成等大的实像;当f<u<2f 时,成放大的实像。 5.凸透镜成的实像都是倒立的,且像、物位于凸透镜的两侧;凸透镜成的虚像都是正立的,且像、物位于凸透镜的同侧。 6、凸透镜成实像时,随着物距的变小,像和像距都变大;成虚像时,随着物距的变小,像和像距都变小。 凸透镜成像规律 三、应用 1.照相机是根据什么原理工作的? 照相机是根据物体距凸透镜大于2倍焦距的原理制成