6.2 学生实验：探究——凸透镜成像规律 2023-2024学年北师大版物理八年级下册

学生实验：探究——凸透镜成像 第六章 第2节 1、提出问题 通过放大镜看书，文字变大了；看远处的景物，却倒立缩小了。凸透镜成像的规律是什么? 放大？ 缩小？ 正倒？ 虚实？ 2、猜想 1、像的大小：可能是放大的，也可能是缩小的。 2、像的正倒：可能是正立的，也可能是倒立的。 3、像的虚实：可能是虚像，也可能是实像。 4、凸透镜成像可能与物体到透镜的距离有关。 3、设计实验 光具座 烛焰 光屏 凸透镜 实验装置：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座 器材应该如何放置： 凸透镜放中间，烛焰光屏放两边 调节三者的中心大致在同一高度 确保像呈现在光屏正中央 3、设计实验 像距 物距 通过光具座上的刻度可分别读出物距和像距 物距：物体到透镜的距离（u） 像距：像（光屏）到透镜的距离（v） 4、进行实验 (1)粗测出凸透镜的焦距 让凸透镜正对着太阳光，把一张纸放在它的另一侧，改变透镜与纸的距离，直到纸上的光斑变的最小最亮，测量这个最小最亮的光斑到透镜光心的距离，这就是焦距。 4、进行实验 (2)将蜡烛、凸透镜、光屏按照从左至右的顺序安装在光具座上；调节烛焰、凸透镜中心、光屏中心，使三者在同一高度上。 4、进行实验 (3)调整物体(点燃的蜡烛)到凸透镜的距离，由远及近，并调整光屏位置，直到呈现一个清晰的蜡烛的像，然后观察像的性质（大小、正倒和虚实），并测量对应的物距和像距。 设计表格 注意事项 4、进行实验 f f 2f 2f u V u>2f ① ① 物像异侧 倒立、缩小、实像 2f>v>f 分步操作1 4、进行实验 分步操作1 4、进行实验 f f 2f 2f u V u=2f ② ② 物像异侧 倒立、等大、实像 v=2f 分步操作2 4、进行实验 分步操作2 4、进行实验 f f 2f u V f<u<2f ③ ③ 物像异侧 倒立、放大、实像 v>2f 2f 分步操作3 4、进行实验 分步操作3 4、进行实验 f f 2f u=f u ④ 不成像 分步操作4 4、进行实验 分步操作4 4、进行实验 f 2f u<f f ⑤ 物像同侧 正立、放大、虚像 分步操作5 v>u 4、进行实验 分步操作5 4、进行实验 5、收集数据 6、分析论证 1.在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？ 焦点是实像和虚像的分界点 2.在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？ 二倍焦距是缩小像和放大像的分界点 6、分析论证 3.什么情况下像和物体在凸透镜两侧？ 什么情况下像和物体在凸透镜同侧？ 成实像时物像异侧；成虚像时物像同侧 4.当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？ 物近像远像变大；物远像近像变小 即物像同方向移动 像跟着物体在移动 f f 2f 2f ① ② ③ ④ ⑤ ③ ① ② 实像物体异侧倒， 物远像近实像小； 一倍焦距分虚实， 二倍焦距分大小； 虚像物体同侧正， 物远像远虚像大。 物体与像同嬉闹，像儿总随物体跑 7、记忆口诀 1.两个“点”： （1）u=f（虚实分界点）; （2）u=2f（大小分界点）。 2.两类“像”： （1）倒立的实像; （2）正立的虚像（只有放大） 3.两个“一致”（像与物体动态变化分析的关键）： （1）像与物体沿主轴移动方向一致; （2）像与像距的大小变化一致。 8、规律拓展 4.两个拓展性“公式”： （1）u+v≧4f; （2）1/u+1/v=1/f。 5.两个重要“关系”： （1）像的性质决定于物距与焦距间的关系; （2）像的大小决定于像距与物距间的关系; 根据光具座长短选择合适焦距的凸透镜 判别像的变化与物距、焦距变化的关系 8、规律拓展 应用1 结合探究“凸透镜成像规律”的实验，思考回答下列各个问题： 1.如果某次实验无论怎样调节都不能在光屏上得到烛焰的像，请分析可能的原因。 2.如果某同学在实验中调节在光屏上得到完整像后，当他用纸板遮挡住凸透镜的上半部分或下半部分，会出现什么现象？ 3.第2问中，如果这位同学用金属片遮挡住烛焰又是什么现象？ 可能存在多个原因：（1）u<f; 　 （2）u=f; （3）烛焰、凸透镜、光屏三者中心没有在同一高度 当用纸板遮挡住凸透镜的一部分，光屏上的像仍然完整，但是像的亮度会略为变暗（遮挡透镜时，像的完整性不受影响）。 当用纸板遮挡住烛焰的一部分，则被遮挡部分的像会消失，光屏上的像会出现残缺（遮挡物体时，被遮挡的部分像消失）。 9、知识应用 应用2 某同学在探究“凸透镜成像规律”的实验中，得到下图中所示的情境，请结合已知规律分析解答此实验中凸透镜的焦距范围： ∵ 成倒立放大的实像 ∴ f<u<2f, v>2f 即：f<18cm<2f----① 30cm>2f -----② 联立①②解得： 9cm<f<15cm 9、知识应用 1、（1）如图所示，把点燃的蜡烛放在___处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在_____处，光屏上出现放大的像；放在_____处时，光屏上不会成像. （2）在物距不断减小的过程中，像距不断_____，像的大小不断______；当物距小于_________时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像. A D B C F 2f F 光屏 A C D 增大 变大 1倍焦距 10、练一练 2.某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律. （1）如果凸透镜焦距为10cm，当透镜到蜡烛的距离为15cm时，移动光屏，在光屏上得到倒立的________的实像. 倒立、放大的实像 f <u<2f 放大 f u 10、练一练 （2）当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到（ ） A.烛焰像的下半部分 B.烛焰像的上半部分 C.烛焰完整的像，像的亮度变暗 D.烛焰完整的像，像的亮度不变 解析：当用遮光板挡住透镜的上半部分时，蜡烛烛焰发出的光仍有一部分通过凸透镜的下半部分成像.但由于通过凸透镜的光减少，所以成的像亮度变暗. C 10、练一练 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf57.62.100 $$