4.5 科学探究：凸透镜成像 第2课时 课件 -2024-2025学年八年级物理教科版（2024）上册

nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull第4章 光的世界 5.科学探究：凸透镜成像 第2课时 探究凸透镜成像的规律及其应用 教科版八年级物理上册 学习目标 1.会通过实验探究凸透镜成像的规律。 2.知道凸透镜所成虚实、倒正、大小像所满足的条件。 3.掌握从物理现象中归纳科学规律的方法。 新课导入 做一做：手持放大镜，缓慢从桌面书本移向眼睛。 思考：你看到了什么？有多少种不同的像？ （a）通过放大镜看到正立的像 （b）通过放大镜也能看到倒立的像 推进新课 知识点1 探究凸透镜成像的规律 1.物距和像距 F F A B A′ B′ 物体AB 像A′B′ O 光心 焦点 焦点 ①物距：物体到透镜光心的距离，用u表示。 ②像距：像到透镜光心的距离，用v表示。 焦距f 物距u 像距v 2.实验：探究凸透镜成像的规律 【问题与猜想】 问题：为什么凸透镜能成正立的像，也能成倒立的像？ 猜想：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒与物距有关。 【实验材料】 光具座（包括导轨及支架、滑块、标尺、F平面光源、凸透镜、白屏） 【制定方案】 在光具座上由左向右依次放置器材，调整光源、凸透镜、光屏，使它们的中心在同一高度。 目的是使像呈现在光屏中央 F平面光源 焦距为10cm的凸透镜 光屏 【进行实验】 （1）把光源放在凸透镜2倍焦距以外的地方(u>2f )，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像，观察并记录实像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。 实像能在光屏上成像。虚像不能在光屏上成像，但可以通过透镜看到像。 使结论更具普遍性 移动光屏时不可再调整光源、凸透镜的位置，否则会引起物距变化 倒立、缩小的实像 （2）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离等于2倍焦距(u=2f )，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像，观察并记录实像的大小和正倒，测出像距v。 倒立、等大的实像 （3）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离小于2倍焦距、大于1倍焦距(f<u<2f )，移动光屏，使光屏上呈现清晰的实像，观察并记录实像的大小和正倒，测出物距u和像距v。改变物距，重做这一步。 倒立、放大的实像 （4）把光源继续靠近凸透镜，让光源位于凸透镜的焦点处(u=f )，移动光屏，观察能否成像。 不能成像 （5）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离小于1倍焦距(u<f )，移动光屏，观察光屏上能否出现光源的像。如果不能，撤去光屏，从光屏一侧向凸透镜方向看去，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距u。改变物距，重做这一步。 光屏上不能成像 正立、放大的虚像 【收集证据】 光源到凸透镜的距离/cm 像的情况 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 34.00 倒立 缩小 实像 20.00 倒立 等大 实像 17.00 倒立 放大 实像 10.00 不成像 6.00 正立 放大 虚像 凸透镜焦距f=______cm 10 物距u与焦距f 的关系 像的性质 像距v与焦距f 的关系 像与物体相对于透镜的位置 正倒 大小 虚实 u＞2f u=2f f＜u＜2f u=f u＜f 【实验结论】 倒立 倒立 倒立 缩小 正立 等大 放大 放大 实像 实像 实像 虚像 f＜v＜2f v=2f v＞2f 不成像 异侧 异侧 异侧 同侧 【交流与评估】 思考1：实验中，若不小心挡住了凸透镜的上半部分或下半部分，光屏上仍能成像吗？ 光屏上仍能成像，所成的像变暗 思考2：实验中光屏上没有像的原因： ①光源、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度； ②光源恰好在凸透镜的焦点上； ③光源到凸透镜的距离小于1倍焦距； ④光源到凸透镜的距离稍大于1倍焦距，导致像距过大，而光具座长度有限，光屏无法移到成像位置。 思考3：在光源从很远的地方逐渐向凸透镜靠近的过程中，光源经过哪个位置以后，所成实像由缩小变成放大，经过哪个位置以后由实像变成虚像？ 【点击画面播放视频】 凸透镜成像规律： u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像 u＞2f 时成缩小的像，u＜2f 时成放大的像 实像都是倒立的，与物体异侧 虚像都是正立的，与物体同侧 物体向焦点F靠近时，像变大像距也变大 一焦分虚实 二焦分大小 实像异侧倒 虚像同侧正 物近像远大 3.用作图的方式探究凸透镜成像的规律 F F 2F 2F （1）当u>2f 时，成倒立、缩小的实像，f<v<2f F F 2F 2F （2）当u=2f 时，成倒立、等大的实像，v=2f F F 2F 2F （3）当 f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，v＞2f F F 2F 2F （4）当u= f 时，不成像 F F 2F 2F （5）当u＜f 时，成正立、放大的虚像，v＞u 实像 虚像 定义 成因 图解 特点 相同点 4.凸透镜成实像和虚像的比较 能在光屏上成像 不能在光屏上成像，但可以通过透镜看到像 由实际光线会聚而成 由实际光线的反向延长线相交而成 倒立，像、物异侧 正立，像、物同侧 都能被眼睛观察到 知识点2 凸透镜成像规律的应用 1.放大镜 （1）成像原理：当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于1倍焦距时，对着凸透镜观察，可以看到物体成正立、放大的虚像。 （2）调节：用放大镜观察物体时，若要让物体的像变大，应该如何操作？ 物远像远像变大 增大物体与放大镜的距离，但物体始终要在放大镜的1倍焦距内。 胶片 快门 取景窗 光圈环 调焦环 镜头 2.照相机 （1）成像原理：照相机的镜头相当于一个凸透镜，景物到镜头的距离为物距，底片到镜头的距离为像距。照相机是利用物距大于2倍焦距时成倒立、缩小的实像这一原理工作的。 （2）调节：①照近景时，增大镜头和底片的距离；照远景时，减小镜头和底片的距离。 ②要使底片上的像变大，应减小物距、增大像距； 要使拍摄范围变大，应增大物距、减小像距。 【点击图片播放视频】 3.投影仪 （1）成像原理：投影仪的镜头相当于一个凸透镜，投影片到镜头的距离为物距，银幕到镜头的距离为像距，当物距在1倍焦距和 2 倍焦距之间时，成倒立、放大的实像。 投影片 （2）调节：要使像变大，应减小物距，同时增大像距。 投影片 物近像远像变大 放大镜成虚像时，物体发出的光经过放大镜后是发散的，但人眼睛的角膜和晶状体相当于凸透镜，能使这些发散的光会聚，在视网膜上成实像，因此我们的眼睛能看到虚像。 讨论交流 实像与虚像 通过放大镜用眼睛看到的像是虚像，为什么我们的眼睛能看见虚像，但在光屏上却接受不到？ 家庭实验室 请把针孔照相机改成带凸透镜的照相机，使它能照近处的花朵，也能照远处的景物。 【点击图片播放视频】 自我评价 1.实像能用光屏承接。如果不设光屏，你能不能观察到实像？请用实验检验你的想法。 如果不设光屏，能观察到实像。如图所示，可先用光屏接收实像，再撤去光屏，在原光屏位置的后面向凸透镜方向望去，调整眼的位置就能看到较清晰的烛焰倒立的实像。 2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水，把一支铅笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，能看到笔。将笔逐渐远离玻璃瓶，将看到什么现象？ 把一支铅笔放在装满水的立着的玻璃瓶的一侧，当笔离玻璃瓶很近时，透过玻璃瓶可以看到笔放大的像。将笔逐渐远离玻璃瓶，看到笔的像逐渐变大，在经过某一位置后看到“笔”水平方向上翻转了过来，继续远离，发现翻转的“笔”逐渐变小。 课堂小结 物距u与焦距f 的关系 像的性质 像距v与焦距f 的关系 像与物体相对于透镜的位置 正倒 大小 虚实 u＞2f u=2f f＜u＜2f u=f u＜f 倒立 倒立 倒立 缩小 正立 等大 放大 放大 实像 实像 实像 虚像 f＜v＜2f v=2f v＞2f 不成像 异侧 异侧 异侧 同侧 $$