内容正文:
凸透镜成像的规律
通过实验探究,知道凸透镜成像的规律。
01
经历探究过程,提升对证据的分析和论证能力。
02
通过探究活动,体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。
03
学习目标
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凸透镜所成的像有时放大,有时缩小,有时成实像,有时成虚像。那么,凸透镜成像有什么规律?
照相机和投影仪都是成实像,但是成像的大小不同。那么,它们之间有什么区别呢?
思考
放大镜和投影仪都是成放大的像,但是一个成虚像、一个成实像,一个正立、一个倒立,它们之间又有什么区别呢?
关键因素
实
验
思
路
焦距不同的凸透镜在物距相同的情况下成像情况是否相同?
如何观察成像情况?
研究物距与焦距的关系
不同
可呈于光屏上
实像
不能呈于光屏上,透过凸透镜观察
虚像
改变物距的大小,观察凸透镜成像的情况。
实验数据记录表格
实验次数 物距
u/cm 物距与焦距
的关系 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
1
2
3
4
5
实验过程
实验器材:①光具座、凸透镜(焦距 f =10cm)、蜡烛(烛焰作为发光体)、光屏等。
f = 10cm
发光体—烛焰
光屏
实验过程
①调整凸透镜、蜡烛(烛焰的中心)、光屏的高度,使它们的中心大致在同一高度。
目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。
实验过程
实验
次数 物距与焦距
的关系 物距
u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
1
凸透镜的焦距:
f=10 cm
u>2f
30
实像 缩小 倒立
15
②将凸透镜固定在光具座中间40cm刻度处,把蜡烛放在较远处,使物距u>2f,移动光屏,直到光屏上出现清晰的烛焰的像,观察并记录像的大小和正倒,同时测出此时的物距u和像距v。
实验过程
③把蜡烛向透镜移近,使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察像的正倒和大小,测出物距u和像距v,并将数据记录在表格中。
实验
次数 物距与焦
距的关系 物距
u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
2
u=2f
20
实像 等大 倒立
20
凸透镜的焦距:
f=10 cm
④把蜡烛继续向透镜移近,使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,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察像的正倒和大小,测出物距u和像距v ,记录在表格中。
实验
次数 物距与焦距
的关系 物距
u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
3
凸透镜的焦距:
f=10 cm
f<u<2f
15
实像 放大 倒立
30
实验过程
实验过程
⑤把蜡烛继续向透镜移近,使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处) ,移动光屏,光屏上不成像;眼睛过透镜也看不到虚像。
实验
次数 物距与焦距
的关系 物距
u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
4 u=f 10 不成像 ——
凸透镜的焦距:
f=10 cm
实验过程
实验
次数 物距与焦距
的关系 物距
u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒
5 ——
凸透镜的焦距:
f=10 cm
u<f
6
虚像 放大 正立
⑥把蜡烛继续向透镜移近,使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内,移动光屏,光屏上不成像,眼睛过透镜,能看到虚像,记录像的正倒和大小。测出物距u,记录在表格中。
分析讨论
1. 像的虚实
2. 像的大小
u=f 是成像虚实的分界点
u=2f 是成像大小的分界点
当物距大于透镜的一倍焦距时(u>f)物体成实像;
当物距小于透镜的一倍焦距时(u<f)物体成虚像
当物距等于透镜的一倍焦距时(u=f)物体不成像。
当物距大于透镜的二倍焦距时(u>2f)物体成缩小的像;
当物距小于透镜的二倍焦距时(u<2f)物体成放大的像;
当物距等于透镜的二倍焦距时(u=2f)物体成等大的像。
分析讨论
凸透镜所成的实像都是倒立的,虚像是正立的。
4. 物距与像距之间的关系
成实像时,物距变小(u↓),像距增大(v↑);
物近像远,物远像近。
3. 像的正倒
成放大的像(像>物)时必定像距大于物距( v>u );成缩小的像(像<物)时必定像距小于物距( v<u );
结论
使用简单明了的方式总结出我们发现的规律:
成像情况
像距
虚像(正立)
实像(倒立)
放大的像
缩小的像
物距
u<f
f<u<2f
u>2f
—
v<u
v>u
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小,物近像远。
本章小结--凸透镜成像规律
物距(u) 像的性质 应用
正倒