内容正文:
第四章 光的折射透镜
4.3 凸透镜成像的规律
01
02
03
04
学习目标
学习重难点
课程讲解
总结与课后作业
目 录
学习目标
1、通过实验,探究凸透镜成像的基本规律;
2、会使用相关的实验仪器,从观察到的现象和收集的数据中,归纳凸透镜成像规律;
3、培养学生交流与合作、评价探究结果的初步能力。
学习重难点
1. 能够通过实验或计算求解凸透镜成像问题。
2. 了解凸透镜在现实生活中的应用。
课程导入
分别通过凸透镜和凹透镜观察书上的文字
实验提醒:
观察:当凸透镜靠近课本时?
当凸透镜逐渐远离课本时
当凸透镜离课本较近时,我们看到字正立放大的像。
当凸透镜逐渐远离课本时,我们先看到的是字倒立放大的像,然后我们看到字倒立缩小的像。
新课讲授
【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】
①可能与物体到透镜的距离有关。
支持事例:用放大镜近距离看书,看到文字被放大,可是用放大镜看远处的物体时,却看到物体成了倒立缩小的像。
②可能与凸透镜的焦距有关。
支持事例: 同一物体通过照相机成像,当照相机的焦距改变时(调焦),凸透镜所成像的大小会改变。
实验探究
(一)设计实验
1.实验方案:我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方,然后逐渐移近,观察成像的情况.观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况.
实验探究
2.测量的量:
(1)物距:物体到透镜的距离简称为物距,用符号u表示。
(如上图所示)
(2)像距:指像到透镜的距离,用符号v表示。
实验探究
3.实验器材: 光具座、光屏、凸透镜、蜡烛、火柴。
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。
实验探究
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。
实像(reali mage)
能呈现在光屏上,是由实际光线会聚而成的。
实验探究
使烛焰从距离凸透镜较远处逐次靠近透镜,每次都调节光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成像。
注意观察像的大小、正倒是如何随物距的减小而变化的?多试几次。
进行实验
实验探究
2.数据记录:
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 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15
2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20
3 18 2f >u >f 实像 放大 倒立 23
4 10 u =f 不成像
5 7 u <f 正立 放大 虚像
像与物距的关系
凸透镜的焦距: f=10 cm
实验探究
研究光的现象还是从点光源开始。点光源S向四周反射出无数条光线。照射到凸透镜上的光线也有无数条,这无数条光线经凸透镜折射后都会聚在S’点, S’点就是点光源S经凸透镜所成的像。
s
S’
o
F
F
提问:凸透镜的大小对所成的像有什么影响?
新课讲授
凸透镜成像规律分析
s
S’
o
F
F
研究光学主要是确定像的位置。确定像的位置不需要无数条光线,两条光线就够了。两条光线相交成实像,反向延长相交成虚像。延长、反向延长都不相交不成像。
新课讲授
大于2倍焦距
倒立、缩小、实像
①当u>2 f 时
新课讲授
等于2倍焦距
倒立、等大、实像
②当u=2 f 时
新课讲授
小于2倍焦距
大于1倍焦距
倒立、放大、实像
③当f<u<2f 时
新课讲授
小于1倍焦距
正立、放大、虚像
④当u<f 时
新课讲授
f
F
2F
F
2F
当物距u=f时,凸透镜不成像。
⑤物距u=f 时
2f
新课讲授
物距u 像的性质 物与像
的位置 像距v 光屏能
否承接 应用
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 照相机
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f 能 测焦距
f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 投影仪
u=f 不成像 获得平行光
u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 放大镜
表格总结——凸透镜成像规律
新课讲授
F
2F
F
2F
2f
2f
f
f
照相机原理:
物距u>2f 时 ,成倒立、
缩小的实像,像距 f<v<2f
新课讲授
物体
镜头
胶片
照相机工作示意图
新课讲授
1.某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像。当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是( )
A.10 cm B.8 cm C.6 cm D.4 cm
C
课后练习
解:u=15cm时,成缩小实像
∴ u>2f 即15 cm>2f 得f<7.5 cm
又知u=9cm时,成