3.3 凸透镜成像的规律（第1课时）---2024-2025学年苏科版物理八年级上册

回顾： 当用凸透镜观察书上的文字。从贴近书上的文字开始，逐渐增大凸透镜与书的距离，你看到的文字是怎样变化？ 那凸透镜成像有哪些规律呢？ 学而不思则罔，思而不学则殆。 3.3 凸透镜成像的规律（1） 学而不思则罔，思而不学则殆。 教学目标 1.通过实验探究，知道凸透镜成像的规律； 2.经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力； 3.知道凸透镜成像规律在放大镜、照相机、投影仪等光学设备中的应用。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 1.提出问题： 2.实验猜想： 凸透镜成像，像的正倒、大小、虚实跟物距有关系。 凸透镜成像，像的正倒、大小、虚实跟什么有关系呢？ 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 ★名词★ （1）物距u：物体到透镜光心的距离。 （2）像距v：像到透镜光心的距离。 （3）焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。 物距u 像距v 学而不思则罔，思而不学则殆。 物距u 像距v 一、探究凸透镜成像的规律 我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，用光屏看能否承接到像。记录成像的特点和相应的像距、物距。分析数据，寻找规律。 3.实验思路 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 4.实验装置 凸透镜（f=10cm)、蜡烛、光屏、光具座等。 蜡烛——物； 光屏——承接像； 光具座——带有刻度，便于测量物距、像距 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 5.实验过程 （1）组装器材，点燃蜡烛，并调整凸透镜、光屏的高度，使它们的中心和烛焰的中心大致在同一高度。（或者说：使烛焰、光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。） 目的：使烛焰的像呈现在光屏的中央。 把三个移到一起，便于把三者中心调整在同一高度。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 5.实验过程 （2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中； （3）逐次减小物距，重复上述操作并记录； （4）蜡烛移动到某位置时，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像，记录此时物距； （5）继续减小物距，移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小及物距。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 6.数据记录 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 位置 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 凸透镜的焦距 f=10 cm 以凸透镜焦距为参考值分析成像特点与像距、物距的规律。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 7.实验结论 物距 像距 像的性质 位置 u > 2f u = 2f 2f >u >f u = f u <f 结合实验数据我们还能得到哪些规律？ （1）一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； （2）像距小于物距，像缩小；像距大于物距，像放大。 （3）成实像时，物距变小，像距变大，像变大； 成虚像时，物距变小，像距变小，像变小。 2f >v >f 倒立 缩小 实像 异侧 v = 2f v>2f 倒立 等大 实像 异侧 倒立 放大 实像 异侧 不成像 正立 放大 虚像 同侧 （物进像远像变大） 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 8.交流讨论 （1）在做实验时，某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？ ①蜡烛在一倍焦距以内，成虚像，光屏上无法看到； ②物距正好一倍焦距，不能成像； ③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度处，像未成在光屏上； ④光具座太短，小于光屏上能成像的调节范围。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 8.交流讨论 （2）用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是否完整？像的亮度有什么变化？ 光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、探究凸透镜成像的规律 8.交流讨论 （3）随着实验进行，蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？ 像将会向上移动！ ①将光屏向上移动； ②将蜡烛向上移动； ③将透镜和光屏向下调节. 倒立 学而不思则罔，思而不学则殆。 二、凸透镜成像规律的应用 （1）原理：物距u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f 1. 照相机 学而不思则罔，思而不学则殆。 二、凸透镜成像规律的应用 （1）原理：物距u＞2f 时，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f 1. 照相机 （2）调节： 凸透镜成实像时，物近像远像变大。 像偏小时：物体 相机，镜头 ； 像偏大时：物体 相机，镜头 。 靠近 前伸 远离 后缩 应用还有：摄像机、行车记录仪、监控探头等 学而不思则罔，思而不学则殆。 二、凸透镜成像规律的应用 （1）原理：物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f 2. 投影仪 像偏小：投影片 镜头，投影仪 屏幕； 像偏大：投影片 镜头，投影仪 屏幕。 （2）调节： 凸透镜成实像时，物近像远像变大。 靠近 远离 远离 靠近 应用还有：电影、幻灯机 学而不思则罔，思而不学则殆。 二、凸透镜成像规律的应用 （1）原理：当物距 u<f 时，凸透镜成正立、放大的虚像。 3. 放大镜 像偏小：物体 镜头，适当调节眼睛位置； 像偏大：物体 镜头，适当调节眼睛位置。 （2）调节： 凸透镜成虚像时，物近像近像变小。 远离 靠近 学而不思则罔，思而不学则殆。 例题 1. 小明用焦距为10cm的凸透镜探究“凸透镜成像规律”。 (1) 小明将蜡烛、凸透镜、光屏随意固定在光具座上,点燃蜡烛后,沿光具座无论怎样移动光屏,在光屏上始终得不到烛焰的像,原因可能是_______　　　　　　 。  (2) 重新调整后,将蜡烛、凸透镜固定在光具座上,如图甲所示,移动光屏后得到烛焰清晰、完整的像,该像是倒立、　　　(放大/缩小)的实像。我们可以从不同角度看到光屏上的像,是因为光在光屏上发生了_______ (镜面反射/漫反射)。  蜡烛在一倍焦距内 缩小 漫反射 学而不思则罔，思而不学则殆。 例题 (3) 若将带有“F”形的LED灯光(如图乙所示)替代蜡烛放在离凸透镜5cm的地方,我们透过透镜能看到的清晰的像是图丙中的　　。若放在离凸透镜15cm的地方并移动光屏,光屏上成的清晰的像是图丙中的　　　。(忽略像的大小变化)  (4) 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,那么我们观察光屏时,将会在光屏上看到　　　　(填字母)。  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 A B C 学而不思则罔，思而不学则殆。 例题 (5) 实验过程中,燃烧的蜡烛变短了,可将凸透镜的高度调　　　　(高/低)一些,使像成在光屏中央。  (6) 小明利用上述器材测量该凸透镜的焦距。将凸透镜固定于光具座某刻度处,再将蜡烛、光屏分别自透镜两侧较远处缓慢靠近凸透镜,直至光屏上出现等大的清晰像,此时蜡烛与光屏的距离为40.4cm,则凸透镜的焦距为　　　　cm。  低 10.1 学而不思则罔，思而不学则殆。 2.如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则： ①把烛焰放在_________点，屏上出现的像最大； ②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。 ③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。 ④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。 a b c d e F F f 2f c d、e c a 例题 学而不思则罔，思而不学则殆。 3.在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距是10cm，当光屏距凸透镜16cm时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动2cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是（　　） A．蜡烛不动，像变小 B．蜡烛靠近凸透镜，像变小 C．蜡烛远离凸透镜，像变大 D．蜡烛远离凸透镜，像变小 D 例题 F F 2F 2F 学而不思则罔，思而不学则殆。 4. 小京通过焦距为10cm的凸透镜看到了提示牌上“关灯”两字放大的像,如图所示。下列说法正确的是 (　　) A. “关灯”两字放大的像是实像 B. 提示牌上“关灯”两字在凸透镜的焦点上 C. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离小于10cm D. 提示牌上“关灯”两字到凸透镜的距离大于20cm C 例题 学而不思则罔，思而不学则殆。 5. 用焦距为10cm的凸透镜探究凸透镜成像的规律,当点燃的蜡烛、凸透镜、光屏置于光具座上如图所示的位置时,光屏上呈现烛焰倒立、　　　的实像。若此时将光屏移走,则烛焰通过凸透镜 (能/不能)成实像。将蜡烛移至光具座上40cm刻度线处,人站在光屏一侧,通过凸透镜可以看到一个 　 　、放大的“烛焰”。 放大 能 正立 例题 学而不思则罔，思而不学则殆。 一、凸透镜成像规律 笔记要点 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 获平行光 u<f 正立 放大 虚像 同侧 |v|>u 不能 放大镜 二、推导规律 （1）一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小； （2）像距小于物距，像缩小；像距大于物距，像放大。 （3）成实像时，物距变小，像距变大，像变大； 成虚像时，物距变小，像距变小，像变小。 （物进像远像变大） 学而不思则罔，思而不学则殆。 $$