5.3 凸透镜成像的规律-2023-2024学年八年级上册物理同步精剖细解讲义（人教版）

5.3 凸透镜成像的规律 ——精剖细解讲义 知识点1：凸透镜成像的规律 1、探究凸透镜成像的规律 【实验目的】 探究凸透镜成像的规律。 【实验原理】 光的折射定律。 【实验器材】 光具座、凸透镜、蜡烛、光屏等。 【实验装置图】 【实验步骤】 按照以上装置图安装好实验器材，并将蜡烛、凸透镜和光屏的中心调至同一水平高度； 让一束平行于主光轴的光射入凸透镜，在另一侧移动光屏，直至得到一个最小、最亮的光点，焦距等于光屏到透镜的距离； 将蜡烛移到凸透镜两倍焦距以外，记录下蜡烛到凸透镜的距离，并移动光屏直至观察到清晰的像为止，记录光屏到凸透镜的距离，并将以上距离和像的特点记录在表格中； 将蜡烛逐渐往凸透镜移近，并在等于二倍焦距、小于二倍焦距大于一倍焦距、一倍焦距和小于一倍焦距处各记录下各自的距离和像的特点。 【实验数据】 【实验结论】 为了方便观察，本实验应选择在较暗的环境下进行； 凸透镜的选取：根据光具座的量程选取，一般情况下，光具座的量程大于凸透镜的四倍焦距； 实验器材的放置顺序：由左向右依次为蜡烛、凸透镜、光屏； 实验前调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度的目的是：使像成在光屏中央； 焦距的测量及判断： ①跟主光轴平行的光经凸透镜后，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小、最亮的光斑，测出光斑到凸透镜光心的距离即可；②利用物距等于2倍焦距时成倒立、等大的像来确定焦距； 成实像时眼睛的观察方法： ①眼睛注视光屏上的像；②去掉光屏，从光屏一侧（即蜡烛与眼睛在凸透镜异侧）通过透镜，逆着折射光线观察蜡烛所成的像； 实验过程中蜡烛燃烧的时间越长，蜡烛越短，烛焰的位置越低，像的位置越高；可将光屏或蜡烛向上移动或将凸透镜和光屏同时向下移动； 动态规律：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小； 光屏上找不到像、像不完整、像没成在光屏中央的原因：烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度；物距小于或等于一倍焦距；物距太小，像距太大，超过了光具座的量程。 当光屏上成清晰的像时，对调物与光屏的位置，光屏上还能成清晰的像，说明折射现象中，光路可逆。 用纸遮住凸透镜一部分（或凸透镜缺一角），光屏上仍会成完整的像，像会变暗些。 在蜡烛和凸透镜之间加透镜时像的变化问题：加远视镜（凸透镜），光线提前会聚，要使光屏上能成像，光屏需靠近凸透镜；加近视镜（凹透镜），光线推迟会聚，要使光屏上能成像，光屏需远离凸透镜。 换透镜时焦距发生变化，凸透镜越厚，焦距越小。 烛焰作为发光体的不足分析：①烛焰形状不稳定，不易比较像与物的大小关系；②蜡烛会越烧越短，像偏离光屏的中央；③烛焰亮度不大。 用 LED 灯替代蜡烛的好处：①成像更清晰、更稳定；②准确比较物与像的大小。 凸透镜成像规律总结： 物距与焦距的关系 光路图 （请完成下列作图） 像距与焦距的关系 成像特点 动态成像规律 应用 u＞2f f＜v＜2f 倒立、缩小、 实像 成实像时，物距增大，像距 减小 ，像 变小 ； 物距减小，像距 增大 ，像 变大 ； 照相机 u=2f v=2f 倒立、等大、实像 计算焦距 f＜u＜2f v＞2f 倒立、放大、实像 投影仪 u=f - 不成像 - - u＜f - 正立、放大、虚像 物距减小，像距 减小 ，像 变小 ； 放大镜 成实像时： 成虚像时： 当物体从远处向焦点靠近时，像逐渐变大，远离凸透镜。（物近像远像变大） 物体与像的速度关系：①当u＞2f，物体比像移动得快；②当f＜u＜2f，物体比像移动得慢。 虚像，物、像同侧正（放大）；实像，物、像异侧倒（放大或者缩小）。 探究凸透镜成像的规律 1．在“探究凸透镜成像的规律”实验中，某学习小组用如图甲所示的方法测量凸透镜的焦距；正确安装并调节实验装置后，在光屏上得到一个清晰的像，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，该凸透镜的焦距是40.0cm B．照相机成像特点与图乙中烛焰的成像特点相同 C．图乙中的烛焰向远离凸透镜方向移动，所成的像逐渐变小 D．图乙中若用黑纸片将凸透镜遮挡一半，光屏上成半个烛焰的像 2．在探究凸透镜成像规律时，将点燃的蜡烛、凸透镜和光屏放置在光具座，调整后的位置如图，此时在光屏上得到蜡烛清晰的像，下列描述正确的是（　　） A．光屏上成倒立、放大的实像 B．蜡烛向左移动一段距离，为了在光屏上成清晰的像，光屏应远离凸透镜 C．随着蜡烛燃烧的越来越短，光屏上像的位置逐渐向上运动 D．在蜡烛和光屏之间放一近视眼镜，光屏应靠近凸透镜才能成清晰的像 3．用图甲所示的装置测出凸透镜的焦距，并“探究凸透镜成像规律”，当蜡烛、透镜、光屏位置如图乙所示时，在光屏上可