5.3凸透镜成像的规律-2024-2025学年人教版物理八年级上学期

第5章 第3节 2024人教版 八上物理（初中） 凸透镜成像的规律 1 课堂导入（视频） 2 透镜的相关概念 F F 2f 2f f f 物距 u 像距v 物距(u)：物体到凸透镜光心的距离 2F 2F 像距(v)：像到凸透镜光心的距离 2倍焦距：到透镜光心的距离等于焦距的2倍 提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟什么因素有关系？ 猜想假设： 2、由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距 f 有关系，所以研究物距u的变化时， 可能是个应该注意的参照距离。 1、从照相机、投影仪和放大镜的成像特点看，凸透镜的成像可能与物体到透镜的 有关。 距离 焦距 3 课堂活动 一、设计实验 1.实验方案：我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况．观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况． 2.测量的量：（1）物距（u）、像距（v），其中凸透镜的焦距：f=10cm 3.实验器材： 光具座、光屏、凸透镜、蜡烛、火柴。 4.实验要求： （1）在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。 将蜡烛点燃作为物体，研究烛焰所成的像。 （2）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）。 实验过程视频 二、进行实验与收集证据 1.实验步骤： （1）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 （2）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 （3）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 （4）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) 物 距 正倒 大小 虚实 像距 u > 2f u = 2f f < u < 2f u = f u < f f<v<2f v > 2f v > u 缩 小 放 大 倒 立 倒 立 放 大 正 立 虚 像 实 像 实 像 实 像 倒 立 等 大 v = 2f 不 成 像 应用 照相机 投影仪 放大镜 观察虚像的方法：从光屏一侧向凸透镜里看 （5）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 （6）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？ 仍然完整，亮度变暗 F F 2F 2F A A1 B B1 C C1 D D1 E E1 G G1 H I I1 J J1 一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，二倍焦距物像等。 实像总是异侧倒。物近像远像变大，物远像近像变小。 虚像总是同侧正。物远像远像变大，物近像近像变小。 像的大小像距定，像儿跟着物体跑，物距像距和在变。 口诀记忆 a.一焦分虚实 b.二焦分大小 c.实像异侧倒；物近像远大 d.虚像同正大，物近像近小 口诀简化版 四、实验拓展 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； 2.蜡烛在点燃过程中长度变短，像在光屏上的位置的变化及调节的方法？ 像将会向上移动。 . S/ S . 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(使凸透镜、蜡烛、光屏的中心大致在同一高度) 问题延伸： 若一同学做实验时，发现烛焰成的像在光屏上的位置偏高，想要使烛焰成像在光屏的中心应如何调节？ 3、若一同学做实验时，凸透镜的厚薄对成像的影响？(厚的透镜焦距小，对光的汇聚能力强) F 2F F 2F 问题思考：将薄的凸透镜换成较厚的凸透镜时焦距会变小，物体的成像规律也跟着发生变化，发生怎样的变化？ 薄透镜：物体在f < u < 2f之间，所成的像是 立、 、 像； 厚透镜：物体在 u > 2f，所成的像是 立、 、 像； 4.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。 5.思考：当物距等于一倍焦距时理论上是既没有实像也不出现虚像。但是实际操作过程中将蜡烛位于一倍焦距处还呈现了虚像或者实像，原因是什么？ 说明焦距测量不准确 蜡烛位于一倍焦距处时，若光屏上出现倒立的实像说明此时蜡烛到透镜的距离 一倍焦距； 若出现的是同侧的虚像，说明此时蜡烛到透镜的距离 一倍焦距。 小于 大于 F 1 2 F 1 2 6.凸透镜成实像时，像与物是上下是颠倒的，而且左右是相反还是相同的呢？ 4 典例分析 考点：实验探究凸透镜成像的规律和应用 【典型例题1】 如下图所示，为“探究凸透镜成像规律”的实验装置。 （1）点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏使他们的中心跟蜡烛的中心大致在 上。 （3）为了找到像的准确位置，必须做好光屏的微调节，即在一定范围内左右移动光屏，使光屏上的像由模糊到 ，直至找到像最清晰的位置。 （4）如图所示，蜡烛恰好在光屏上成倒立、等大、清晰的像，则凸透镜的焦距是 cm. 同一高度 清 晰 10cm 30cm 50cm 1 0 （2）为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较______（选填“暗”“亮”）为好； 暗 （5）小亮认为：凸透镜成实像时，不但像与物上下是颠倒的，而且左右也是相反的。请你设计一 种简单的方法验证小亮的观点___________________________________。 将蜡烛换成字母“F”的LED灯 （6）把蜡烛稍稍竖直上移,光屏上烛焰像会竖直______（选填“上”“下”）移; 下 【典型例题2】 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中： （1）将凸透镜正对太阳光，在透镜的另一侧移动光屏在距透镜10cm处，光屏上呈现出一个最小、最亮的光斑，则此凸透镜的焦距约是 cm. （2）小莉同学做实验时，发现烛焰在光屏上的像偏高，如图所示。若要使烛焰成像在光屏中心，只调节光屏，应将光屏向 填“上”或“下”）调节。 （3）若将烛焰移至距凸透镜15cm处，移动光屏，使烛焰在光屏上得到倒立、 、清晰的 像。 10 上 放大 实 放 大 镜 光屏一侧 放 大 （4）保持蜡烛位置不动，把凸透镜从距蜡烛1倍焦距处向蜡烛移动2cm，可以从 （填“光屏一侧”或“光屏另一侧”）通过凸透镜观察到烛焰正立、 的虚像, 就是利用了这一成像规律。 【迁移训练1】 在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　） A．凸透镜的焦距是20cm B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上成清晰的像，该规律应用在照相机上 C．在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用 D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像 D 【迁移训练2】 如图所示，点燃的蜡烛及焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上，要在光屏上承接到烛焰______（选填“正立”或“倒立”）、放大的清晰实像，需将光屏向______（选填“左”或“右”）移动；一段时间后， 蜡烛变短了，烛焰在光屏上成的像会向______（选填“上”或“下”）移。 倒立 右 上 1、一个焦距为10cm的凸透镜，当物体从离透镜40cm处逐渐移到离透镜15cm处的过程中，下列说法正确的是（ ） A 像逐渐变小，像距逐渐减小 B 像逐渐变大，像距逐渐增大 C 像逐渐增大，像距先变小后变大 D 像逐渐变大，像距逐渐减小 B 2、在探究凸透镜成像的实验中，当凸透镜、光屏和烛焰的位置如图所示时，光屏上能成一 清晰的像，则 （ ） A 所成的像是正立、缩小的实像 B 所成的像是倒立、缩小的实像 C 把蜡烛向左移动少许，调整光屏的位置，得到的像变大 D 把蜡烛向左移动少许，调整光屏的位置，得到的像变小 F 2F 2F F D D 3、物体放在焦距为16cm的凸透镜主光轴上，在透镜的另一侧光屏上得到一个缩小的像，则该物体离透镜的距离可能是（ ） A 10cm B 20cm C 30cm D 40cm D 4、一物体放在凸透镜前20cm处，在透镜的另一侧的光屏上得到了一个清晰的缩小的像，由此可知，凸透镜的焦距可能是（ ） A 大于10cm B 小于10cm C 大于10cm，小于20cm D 等于10m B Lavf58.29.100 Transcoded by Arctime Pro 2.2.1 $$