4.5科学探究：凸透镜成像课件 2023-2024学年沪科版八年级全一册物理

八年级物理 授课教师： 第五节 （第二课时）凸透镜成像 第四章 多彩的光 实像是实际光线相交而成的，可以用光屏承接；虚像是实际光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接。结合发散和会聚，什么样的光线能成实像，什么样的光线能成虚像呢？ 首先说，平行光肯定是不能成像的，因为平行线永远不会相交。 再来说，会聚的光线，它必然相交于某一点，所以一定成实像。 最后，发散的光线，它的实际光线无法相交，但反向延长线相交于某一点，所以发散的光线能成虚像。 总之就是：平行光不成像，会聚光线成实像，发散光线成虚像。 无论是点光源，还是漫反射的物体，所射出的光线都是发散的。而凸透镜有会聚作用。如果满足一定的“条件”，它就能将发散的光线聚拢，变成会聚光线，形成一个实像。所谓“条件”，关键就是物体到凸透镜的距离，即物距u。 如果物体特别特别远，比如像太阳那么远，射到透镜上的光线，近似于平行光。我们知道，将平行光聚拢成一点，对于凸透镜来说，那是小菜一碟，很轻松的事儿，相交的点就是透镜另一侧的焦点。 如果物距逐渐变小，射到透镜上的光线就越来越散开，任务也就越来越难了。但还是可以相交于某一点的，只是那个交点离透镜越来越远，透镜需要花更长的距离才能完成聚线成点的任务，也就是像距越来越大。 物距减小的极限就是等于焦距，因为焦点处发出的光线刚好只能被聚拢成平行光，相当于像距无穷大。 如果继续再靠近，连变成平行光都做不到了，折射之后还是发散光线，那就成虚像。 下面，我们由远及近，逐步分解凸透镜成像的规律。 当蜡烛特别远，物距超过2倍焦距，也就是u>2f时，凸透镜很轻松就可以让光线相交于一点，而且这一点的位置落在了凸透镜另一侧1倍焦距和2倍焦距之间，所成的像是倒立、缩小的实像。画图时，我们只要抓住两条关键的光线就可以了，一条是平行于主光轴的光线，它折射后经过焦点；另一条是经过光心的光线，它不改变方向。这两条线的相交的点，就是像点。随着物距的变化，第一条线的方向是不变的，只有第二条线的方向随之在改变。 当蜡烛从极远处逐渐靠近凸透镜，所成的像也会跟着往远处退。因为物距越小，聚线成点的任务越难，凸透镜需要花更长的距离才能将光线聚成点。像与物，就像在跳双人舞的一对情侣，你进我退。同时，像一边退一边还在慢慢变大。直到烛焰正好位于2倍焦距的位置时，像与物等距、等大。 如果蜡烛再继续靠近凸透镜，当烛焰位于1倍焦距和2倍焦距之间，也就是f，像退到了2倍焦距之外，已经变得比物更大了。看来，像与物它们俩，是谁站的远，谁就强势啊。也就是所谓的：物近像远大，物远像近小。 2倍焦距这个位置很关键，你看，它是实像大小的分界点。物距大于2倍焦距时，成缩小的实像；物距小于2倍焦距时，只要不小于1倍焦距，则成放大的实像。有一句口诀，叫作：二焦分大小。 当烛焰位于焦点位置时，也就是u=f时，光线通过凸透镜折射后变成平行光，平行光线无法成像，光屏上只会出现一个模糊的光斑。 当蜡烛继续再靠近凸透镜，也就是u，凸透镜已经无法将光线聚成点了，经过透镜的光线还是发散的，发散光线成虚像。这也就是放大镜的原理。此时所成的像与蜡烛在透镜的同侧，到透镜的距离也比蜡烛更远，是正立、放大的虚像。你可以回忆下用放大镜看书的经验，要想把字放得更大一点是怎么做的？让镜子离书本更远一点，对吧。也就是说，在1倍焦距以内，物距增大，像也变大。口诀就是：物远像变大，物近像变小。 物体位于1倍焦距以内则成虚像，1倍焦距以外则成实像，正好位于焦点处则不成像。所以，1倍焦距是实像和虚像的分界点。这叫作：一焦分虚实。 我还可以告诉你一点：在凸透镜成像当中，虚像总是放大的、正立的；实像可以是放大的，也可以是缩小的，却总是倒立的。这就是：虚像正，实像倒。虚像大，实像有大也有小。 1 利用凸透镜能成什么样的像呢？ 上一讲我们了解了透镜对光线的会聚或发散作用。复习三条特殊光线 发出光线的是蜡烛，折射光线 会聚成什么？ 凸透镜能成像，可能成什么样的像呢？ 今天我们就一起来探究凸透镜成像的规律。 凸透镜成像可不像平面镜成像。平面镜只成一种像，成正立等大的虚像。而凸透镜既能成实像，也能成虚像。所以规律也比较复杂一点 2 像距v 物距u （一）提出问题： 像的实虚、大小、正倒 跟物距有什么关系？ 演示实验过程： 像的实虚、大小、正倒 像的实虚、大小、正倒跟什么有关？ 物距 像的实虚、大小、正倒跟物距究竟有什么关系？ 实像是实际光线相交而成的，可以用光屏承接；虚像是实际光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接。结合发散和会聚，什么样的光线能成实像，什么样的光线能成虚像呢？ 首先说，平行光肯定是不能成像的，因为平行线永远不会相交。 再来说，会聚的光线，它必然相交于某一点，所以一定成实像。 最后，发散的光线，它的实际光线无法相交，但反向延长线相交于