4.4 凸透镜成像（第2课时）（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理上册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级上册 第4章 光现象 4.4 凸透镜成像（第2课时） 情景引入 那么，凸透镜成像有怎样的规律呢？ 投影仪：倒立、放大的像 投影仪离镜头比较近，成一个放大的、倒立的实像。 如图 （a）-（c）所示，放大镜是一个凸透镜，可以用它来研究凸透 镜的成像情况把放大 镜置于书本上方，然后将放大镜渐渐远离书本， 增大物距，看到的像先是正立、放大的，然后变 成倒立、放大的，最后变成倒立、缩小的像。 01 02 03 04 05 CONTENTS 探究凸透镜成像的规律 凸透镜成像光路分析 PART ONE 探究凸透镜成像的规律 我们看到随着放大镜与物体之间距离的改变，所成像的大小、正倒会发生变化。看来成像情况与____________密切相关。猜想它们之间的关系，并简述你的依据。 提出问题 可能与物距有关. 作出猜想 器材： 焦距已知的凸透镜、发光物、光屏、带刻度的光具座。 方案：①如图4-4-9所示，把发光物、凸透镜和光屏放置在光具座上，将它们的中心位置调节到高度一致，保持凸透镜位置不变。 搜集证据 F F 2F 2F 物距u 像距 v 物距和像距 物距（u）：物体到透镜的距离. 像距（v）：像到透镜的距离. 注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计。 大于二倍焦距( u>2f ) 大于一倍焦距小于二倍焦距( f<u<2f ) 小于一倍焦距( u<f )的范围内， 观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化 ②把发光物放在距离凸透镜较远的位置，在光具座上慢慢移动光屏找像。 如果能在光屏上找到像，即为实像，确定其最清晰的位置，记录物距、像距、 像的正倒、大小等情况。 ③逐渐减小物距，重复以上实验操作，做好记录。 ④ 如果无法用光屏找到实像，尝试移除光屏，用眼睛透过凸透镜观察虚像。物距的变化以焦距为标准，分别使物距u在 实验步骤： （1）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）。 （凸透镜的焦距：f=10cm） （2）将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒。同时测出此时的物距u和像距v。 （3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小测出物距u和像距v，并将数据记录在表格中； （4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ,并将数据记录在表格中； （5）用不透明的纸板将凸透镜的上半部分遮住，观察光屏上所成的像是否 “完整” ，像的亮度有什么变化？ （6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处) ,移动光屏，光屏上不成像;眼睛过透镜看不到虚像； （7）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内，移动光屏，光屏上不成像，眼睛过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小.测出物距u，并将数据记录在表格中。 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 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 通过观察到的实验现象和收集的数据，我们可以看到，凸透镜成像的大小、虚实、正倒、位置等，取决于物距和透镜焦距的关系。 (1)当物距____于1倍焦距时，成倒立实像。当物距____于1倍焦距时，成正立虚像，并且虚像比物体的尺寸____。 (2)当物距大于2倍焦距时，在______________________得到了______、______的实像。当物距等于2倍焦距时，像距等于2倍焦距，得到了______、______的实像。当物距在1倍焦距与2倍焦距之间时，在______________得到了______、______的实像。 大 小 大 1倍焦距与2倍焦距之间 倒立 缩小 倒立 等大 大于2倍焦距处 倒立 放大 分析和结论 点击播放 结论1：u=f 是虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，物体成______，当物距小于透镜的1倍焦距时，物体成______。 凸透镜的焦距 f = 10 cm 实像 虚像 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像  / 5 7 u <f 正立 放大 虚像  / 结论2：u=2f 是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成_____的像，当物距小于透镜的2倍焦距时，物体成_____的像。 凸透镜的焦距 f = 10 cm 缩小 放大 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像  / 5 7 u <f 正立 放大 虚像  / 结论3：当物距＞像距时，物体成______________像； 当物距＜像距时，物体成______________像。 凸透镜的焦距 f = 10 cm 倒立缩小的实 倒立放大的实 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像  / 5 7 u <f 正立 放大 虚像  / 结论4：凸透镜所成的实像都是______的，虚像是______的。 凸透镜的焦距 f = 10 cm 倒立 正立 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像  / 5 7 u <f 正立 放大 虚像  / 结论5：成实像时，当物体从较远处向透镜靠近时(物距变小)，像到透镜的距离(像距)逐渐_____，像逐渐_____. 凸透镜的焦距 f = 10 cm 变大 变大 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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30 4 10 u =f 不成像  / 5 7 u <f 正立 放大 虚像  / 物距（u） 像 的 性 质 像距（v） 应用 正、倒 大、小 虚、实 位置 u>2f u=2f f<u<2f u=f   u<f 倒立 缩小 实像 异侧 f＜v＜2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f v＞2f 倒立 放大 实像 异侧 不成像，得到一束平行光 正立 放大 虚像 同侧 v＞u 照相机 测焦距 投影仪 放大镜 归纳小结 一焦分虚实，二焦分大小； 虚像同侧正，实像异侧倒； 实像物近像远像变大，物远像近像变小。 简记口诀： 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？ 可能原因有： ①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上。 ②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内； ③蜡烛的位置在透镜的焦点上； 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？但像的亮度有什么变化？ 光屏上的像还是完整的。但亮度会变暗些（后面我们会用光路图分析原因）。 3.用卡片把烛焰遮住一部分，光屏上还能得到完整像吗？ 烛焰的像是不再是完整的。 像将会向上移动。 调节方法：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. A ．像是倒立、缩小的实像 B ．像是正立、缩小的实像 C ．将蜡烛光屏都靠近透镜，光屏上能再次得到清晰的像 D ．将蜡烛逐渐靠近透镜的过程中，所成的像始终一直变小 1．探究“凸透镜成像规律”的实验中，当蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上的位置如图所示时， 光屏上得到清晰的像。则以下说法正确的是 ( ) 练一练 2．某同学拿凸透镜来观察物理书的页面如图所示，若要将透镜成的像“理”字挪至透镜中央，书本的移动方向是 ( ) A ．右下方 B ．右上方 C ．左下方 D ．左上方 3．某同学做凸透镜成像实验时，光屏上成倒立、缩小的像，物体到凸透镜的距离为 20 厘米。 下列关于该透镜的焦距f，说法正确的是 ( ) A．f>10 厘米 B．f=10 厘米 C．f<10 厘米 D ．无法判断 PART TWO 凸透镜成像光路分析 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 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。 u＞2 f ，f<v<2f 成倒立、缩小、实像 ①成像光路：当u＞2 f 时 F F ②成像光路：当u=2 f 时 F F u=2 f ，v=2f 成倒立、等大、实像 ③成像光路：当f<u<2f 时 F F f<u<2f ，v＞2 f 成倒立、放大、实像 u=f 不成像 ④成像光路：当u=f 时 F F 平行 u＜f 成正立、放大、虚像 ⑤成像光路：当u＜f 时 F F 点击播放 F F f 能成完整的像，像变暗了。 把透镜遮住一部分，分析像的性质 1．在探究凸透镜成像规律时，某小组的同学所用的凸透镜焦距为 10cm。若将物体放在距凸 透镜 6cm 的地方，所成的像 ( ) A ．一定是实像 B ．一定是虚像 C ．一定是放大的实像 D ．一定是缩小的像 课堂练习 B 2．某同学探究凸透镜成像规律时，光屏上得到了烛焰清晰的像（像未画出），如图所示。下列说法正确的是 ( ) B ．光屏上的像是放大的 D ．撤去光屏，烛焰的像仍然在原处 A ．光屏上的像是正立的 C ．投影仪是利用此成像原理制成的 D 3 ．如图是物体 S 通过凸透镜成像的示意图，当物体 S 放在哪个位置时，才能产生图中所成的像 S′ ( ) A ．u>2f B．f＜u＜2f C ．u=f D ．u＜f A A ．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立放大的实像 B ．“刷脸”时，面部应位于摄像头两倍焦距之外 C ．摄像头成像特点与投影仪相同 D ．“刷脸”时，面部经摄像头成倒立缩小的虚像 4 ．为了加强管理，某单位利用人工智能技术，实行“刷脸”考勤制度。如图所示，下列有关说法正确的是 ( ) B 5 ．在探究凸透镜成像规律的实验中，若在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，这时测得光 屏到凸透镜的距离为 12 厘米，则该凸透镜的焦距可能为 ( ) A ．15 厘米 B ．8 厘米 C ．6 厘米 D ．4 厘米 B 6 ．某凸透镜的焦距为 10 厘米，成像的光屏距透镜 30 厘米，则所成的像为 ( ) A ．缩小实像 B ．等大实像 C ．放大实像 D ．放大虚像 C 7．已知在某物体透过凸透镜在距离透镜 25 厘米的光屏上成放大的像，若将物体移动到距离 凸透镜 30 厘米处，则此时成 ( ) A ．放大的虚像 B ．正立的虚像 C ．放大的实像 D ．缩小的实像 D 8 ．在探究凸透镜成像规律的实验中，若像成在光屏的左侧，则下列操作中一定不能使像成在光屏上的是 ( ) A ．只将光屏向左适当移动 C ．只在凸透镜前放一合适的凹透镜 B ．只将蜡烛适当向右移动 D ．只更换一个焦距较小的凸透镜 D 9 ．在“验证凸透镜成像的规律”实验中，在光具座上依次摆放光源、 和光屏， 并调节它们的高度，使三者的中心在 。 同一高度 实验序号 物距（cm） 像距（cm） 1 2.0 2.5 2 5.0 10.0 3 6.0 15.0 10 ．小杨为研究凸透镜成虚像时像距和物距的关系，选取物体、凸透镜各一个进行实验，通过对实验和光路的分析，得到相关数据记录在下表中： （1）小杨在研究中发现：物体通过凸透镜成虚像时，像距越大，像越大。借助凸透镜把纸 上的文字放大进行阅读时，想要看到的文字更大一些，透镜距离文字应该 一些 （选填“远”或“近”）； （2）小杨用放大镜看如图如图（a）、（b）所示书籍，发现在物距 L1 时成正立放大的像，在 物距 L2 时成倒立缩小的像，请根据所学的知识，比较 L1、L2 的大小关系 ，并说明理由 。 远 L1＜L2 根据凸透镜成像规律可知，当物距小于一倍焦距时，成正立放大的虚像，当物距大于二倍焦距时，成倒立缩小的实像。实验中发现在物距L1时成正立放大的像，则有L1＜f，而在物距L2时成倒立缩小的像，则有L2＞2f，故有L1＜L2。 物距（u） 像 的 性 质 像距（v） 应用 正、倒 大、小 虚、实 位置 u>2f u=2f f<u<2f u=f   u<f 倒立 缩小 实像 异侧 f＜v＜2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f v＞2f 倒立 放大 实像 异侧 不成像，得到一束平行光 正立 放大 虚像 同侧 v＞u 课堂小结 记忆口诀： 一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正，实像异侧倒；实像物近像远像变大，物远像近像变小。 照相机 测焦距 投影仪 放大镜 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.46.101 $$