5.3 凸透镜成像的规律 -2023-2024学年人教版物理八年级上册

5.3 凸透镜成像的规律 人教版八年上册物理巩固基础复习讲义 课前导语 1、透镜成像规律需识记的知识点多，且容易混淆； 2、透镜成像问题，学得较简单，考得较复杂，“考”往往大于“学”； 3、生活中透镜应用十分广泛，命题范围十分宽泛，灵活多变； 4、复习时，强化知识的理解与记忆，以不变应万变。 第一部分：熟悉教材 提出问题 凸透镜所成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？ 实验设计 先把物体放在距离凸透镜较远的地方，然后逐渐向凸透镜方向靠近，同时把光屏放在凸透镜的另一侧，观察光屏上像的变化情况。由于凸透镜的偏折情况和焦距有关，所以应着重观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距时，物体的成像情况。 实验器材 光具座、蜡烛、凸透镜、光屏等 进行实验与收集证据 (1)将蜡烛、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度； (2)把蜡烛放在凸透镜二倍焦距以外的地方并点燃，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重复做这一步； (3)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离大于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像的大小、正倒，测出物距u和像距v； (4)把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现蜡烛清晰的像，观察并记录像大小、正倒，测出物距u和像距v。稍稍改变物距，重做这一步； (5)把蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像； (6)把蜡烛移到凸透镜的一倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到蜡烛的像。如果不能，可以从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。稍稍改变物距，重做这一步； (7)将实验数据和观察结果填入表中(该实验所用凸透镜焦距f=12cm) 物距u与焦距f的关系 物距u/cm 像距v/cm 成像的性质 像的变化情况 u>2f 60 15 倒立、缩小的实像 物距变小时，像距变大，像(相对于之前)变大 48 16 u=2f 24 24 倒立、等大的实像 —— f<u<2f 18 36 倒立、放大的实像 物距变小时，像距变大，像变大 15 60 u=f 12 —— 不成像 —— u<f 8 —— 正立、放大的虚像 物距变小时，像距变小，虚像变小 6 —— 分析论证 (1)焦点是成实像和虚像的分界点。当物距大于一倍焦距时，成实像；当物距小于一倍焦距时，成虚像；当物距大于一倍焦距时，不成像； (2)二倍焦距是成放大实像还是缩小实像的分界点。当物距大于二倍焦距时，成缩小的实像；当物距大于二倍焦距时，成等大的实像；当物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，成放大的实像； (3)凸透镜成实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成虚像时，都是正立的，且像、物同侧； (4)凸透镜成实像时，随着物距的减小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的减小，像和物都不小。 得出结论 物距u与焦距f的关系 像的性质 像距v与焦距f的关系 相对凸透镜的位置 应用 正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 f<v<2f 与物异侧 照相机 u=2f 倒立 等大 实像 v=2f 与物异侧 测焦距 f<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 与物异侧 投影仪 u=f 不成像 u<f 正立 放大 虚像 —— 与物同侧 放大镜 注： 1、二倍焦距处为放大实像与缩小实像的转折点；②焦点处是成实像与成虚像的转折点，但焦点处是不成像点；③物离焦点越近，像越大，像距也越大。④一切实像都是倒立的，一切虚像都是正立的。⑤利用凸透镜成像特点解题时主要用“不等式法”。⑥任何一条“非特殊光线”的折射光线都要过像点。 2、测焦距的方法：让凸透镜正对着太阳光，拿一张白纸在它的另一侧来回移动，发现纸上有一个亮点，用尺子量出点与凸透镜的距离，就是凸透镜的焦距。 3、实验时先固定凸透镜，然后调整蜡烛的位置，最后移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰像为止，并观察像的性质。同时在光具座刻度上读出此时的物距和像距，并和凸透镜的一倍焦距和二倍焦距作比较得出结论。 4、点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。 5、无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有：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