3.3 凸透镜成像的规律 课件 -2024-2025学年苏科版物理八年级上册

3.3 凸透镜成像的规律 2024年秋苏科版八年级物理上册 在活动 3.5 中，我们看到凸透镜能成不同的像，且成像的情况与物体到 透镜的距离有关。凸透镜成像有怎样的规律呢？ 学生实验 探究凸透镜成像的规律 【组装与调节】 1. 按图所示组装实验器材，了解凸透镜的焦距并记录。 2. 为了使烛焰的像呈现在光屏的中央，想一想，应该如何调节？调节后，将凸透镜固定在光具座中央。 物距、像距 像距v 物距u 学生实验 探究凸透镜成像的规律 【实验与记录】 1. 点燃蜡烛，并使之远离凸透镜。调整光屏位置，直至光屏上呈现烛焰的像。测量物距和像距，并将成像的情况记录在下表中。 2. 逐次减小物距，重复上述操作并记录，直至在光屏上无法呈现烛焰的像。 学生实验 探究凸透镜成像的规律 【实验与记录】 3. 当物距小到一定程度时，就不能从光屏上观察到像，此时物距是多大？回顾用放大镜观察邮票的情景，移开光屏，用眼睛通过凸透镜观察，你看到了什么？ 4. 在逐次减小物距的过程中，像的大小如何变化？由此推测，是否存在像和物大小相等的情况？如果有，这时像距、物距和焦距的大小有什么关系？试一试，你的推测正确吗？ （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。 实验 序号 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 ① 凸透镜焦距 f=10 cm u＞2f 30 实像 缩小 倒立 15 （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，使物距u＞2f（u＞20cm），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）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），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，将数据记录在表格中。 实验 序号 物距与焦 距的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 ② u=2f 20 实像 等大 倒立 20 凸透镜焦距 f=10 cm （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（10～20cm），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 ，记录在表格中。 实验 序号 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 ③ f＜u＜2f 15 实像 放大 倒立 30 凸透镜焦距 f=10 cm （5）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10cm（在焦点处） ，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。 实验 序号 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 ④ u=f 10 凸透镜焦距 f=10 cm 不成像 （6）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（小于10cm），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。测出物距u，记录在表格中。 实验 序号 物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距 v/cm 虚实 大小 正倒 ⑤ u＜f 7 虚像 放大 正立 凸透镜焦距 f=10 cm （7）数据记录汇总 凸透镜的焦距 f=10 cm 实验 序号 物距 u/cm 像距 v/cm 像的性质 正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像 ① 30 15 倒立 缩小 实像 ② 20 20 倒立 等大 实像 ③ 15 30 倒立 放大 实像 ④ 10 不成像  ⑤ 6 正立 放大 虚像 学生实验 探究凸透镜成像的规律 【交流与小结】 回顾实验过程，并与其他组的同学交流，总结凸透镜成像的规律，并填写下表。 实验表明，物体通过凸透镜成像的性质与物距有关。主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是二倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。二倍焦距处，是物体成缩小像与放大像的分界点；一倍焦距处，是物体成倒立实像与正立虚像的分界点。 F 2F F 2F 2f 2f f f 1. 照相机 （1）照相机原理： 物距u＞2f 时 ，成倒立、缩小的实像，像距 f＜v＜2f 应用 F 2F F 2F （1）投影仪原理： 物距u：f＜u＜2f 时 ，成倒立、放大的实像，像距 v>2f 2f 2f f f 2. 投影仪 应用 f 2f F 2F F 2F （1）放大镜成像原理 当物距 u<f 时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧。 3. 放大镜 应用 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 凸透镜成像规律 1．图记录了三次改变物距的成像情况，请用 A′、B′、C′分别对应标出物体在位置 A、B、C 时所成的像。 实践与练习 物体在位置 A、B时，物距大于2倍焦距，凸透镜成倒立缩小的实像，且物距越大，像越小；物体在位置 C时，物距大于1倍焦距小于2倍焦距，凸透镜成倒立放大的实像。 2. 想一想，生活中哪些地方用到了凸透镜？为什么这些地方要用凸透镜？ 根据《城市区域噪声标准》明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值： 1、疗养区、高级别墅区、高级宾馆区，昼间50分贝、夜间40分贝； 2、以居住、文教机关为主的区域，昼间55分贝、夜间45分贝； 3、居住、商业、工业混杂区，昼间60分贝、夜间50分贝； 4、工业区，昼间65分贝、夜间55分贝； 5、城市中的道路交通干线道路、内河航道、铁路主、次干线两侧区域，昼间70分贝、夜间55分贝，（夜间指22点到次日晨6点）。 实践与练习 老花镜、放大镜、投影仪、照相机、马路上的电子监控仪等。老花镜对光有会聚作用；放大镜能成正立放大的虚像；投影仪能成倒立放大的实像；照相机与马路上的电子监控仪都能成倒立缩小的实像。 3. 将一个凸透镜正对着太阳，可在距凸透镜 20 cm 处得到一个最小、最亮的光斑，如图所示。若将一个物体放在此透镜前 30 cm处，请写出在凸透镜的另一侧得到的像的性质。 实践与练习 太阳光透过凸透镜发生折射会聚于一个最小、最亮的光斑，这个点叫做焦点，焦点到凸透镜的光心距离为焦距，故此凸透镜的焦距是20cm。 将一个物体放在此透镜前30cm处，此时物距位于一倍焦距到二倍焦距之间，根据凸透镜成像原理可知，成倒立、放大的实像。 4. 当物体通过凸透镜成实像时，物体距离凸透镜越远，所成的像越接近焦点。若物体距离凸透镜足够远（大于10倍焦距），则所成的像到凸透镜的距离就近似等于透镜的焦距。请你据此设计一种估测凸透镜焦距的简便方法。试着测一测，并简要写出实验步骤。 实践与练习 根据凸透镜成像特点可知，可通过以下实验估测凸透镜的焦距大小，步骤为： ①将凸透镜对准远处建筑物的窗户； ②调节光屏与凸透镜之间的距离，直到光屏上出现一个清晰的窗户的像； ③读出光屏与凸透镜之间的距离大约等于凸透镜的焦距。 $$