内容正文:
3.3 凸透镜成像的规律
在桌上放一块凸透镜,在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛,调节蜡烛与凸透镜的距离,使蜡烛在光屏上得到倒立的像。
所成像是实像
①像由实际光线会聚而成
②像可以在光屏中呈现
凸透镜的应用
—— 凸透镜成像
光屏
凸透镜
物体
物距
像距
几种实像
倒立、缩小的实像
倒立、等大的实像
倒立、放大的实像
成像规律:
凸透镜成像规律实验
1. 提出问题:
物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系?
2.建立猜想:
物体经凸透镜所成像的大小、正倒可能跟物体与凸透镜的距离(物距u)有关。
3. 设计实验和进行实验:
图2-67 凸透镜成像探究
光屏
凸透镜
蜡烛
光具座
1.选择1块凸透镜,在阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距f = 厘米。
2.在光具座上从左向右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏, 调整凸透镜和光屏的高度,使烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心在同一高度上。
(目的:使像成在光屏的中央)
请记录
3、移动蜡烛,再移动光屏,使光屏上出现倒立缩小清晰的烛焰的像,记录物距和像距。
4、移动蜡烛,再移动光屏,使光屏上出现倒立等大清晰的烛焰的像,记录物距和像距。
5、移动蜡烛,再移动光屏,使光屏上出现倒立放大清晰的烛焰的像,记录物距和像距。
6、将蜡烛靠近凸透镜到u<f,移动光屏,光屏上能否找到烛焰的像?
光屏上不能承接到蜡烛的像。
如何观看?
在光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛一侧
探究凸透镜成像规律
探究
点燃蜡烛,把蜡烛放在凸透镜一倍焦距以内的任意位置上,调整光屏到凸透镜的距离,观察光屏上是否能找到烛焰的像?
光屏上无法承接到烛焰的像。
在光屏一侧透过凸透镜观察蜡烛一侧,你有什么发现?
能找到蜡烛烛焰放大、正立的像。
烛焰成的是实像还是虚像?怎样验证你的观点?
使用光屏在蜡烛一侧承接物像,无法承接到物像证明成的是虚像。
此时能否直接得出物距小于一倍焦距,成放大、正立的虚像?如果不能,你的观点是?
像的性质 实验次数 物距(厘米)) 像距(厘米)
倒立、缩小的像 1
2
倒立、等大的像 1
倒立、放大的像 1
2
正立、放大的像 1
2
记录表
探究凸透镜成像规律
得 出 结 论
当u f 时,在光屏上可得到倒立、缩小的 像。
当u f 时,在光屏上可得到倒立、等大的 像。
当 f u f 时,在光屏上可得到倒立、放大的 像。
当u f时,不成像。
当u f 时,可透过凸透镜看到正立、放大的 像。
>2 实
=2 实
< <2 实
=
< 虚
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立 缩小 实像
2f > v >f
凸透镜成像原理
U>2f
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立 等大 实像
v = 2f
凸透镜成像原理
U=2f
O
2f
2f
S
S′
F
F
倒立 放大 实像
v > 2f
凸透镜成像原理
2f>U>f
O
F
F
2F
u=f时,既得不到实像也得不到虚像。
2F
O
2f
2f
F
F
正立 放大 虚像
v > u
凸透镜成像原理
U<f
凸透镜成像的规律
物 距 像的性质 像 距
u > 2f
2f>u>f
u < f
u = 2f
2f>v>f
倒立 缩小 实像
v = 2f
v > 2f
倒立 放大 实像
倒立 等大 实像
正立 放大 虚像
v > u
(二倍焦距分大小)
(一倍焦距分虚实)
请记录
凸透镜固定不动,蜡烛从远处向焦点靠近。为了找到像,光屏该如何移动?像的大小如何变化?
光屏要向远离凸透镜的方向移动,像距增大,像也随着增大。
物进像退,像变大
物退像进,像变小
变大与变小:指物距变化后成的像的大小跟物距变化前成的像的大小相比较而言。
请记录
补充实验:
1.蜡烛向上移动时像向 。
向下
2、用不透明物体把凸透镜的一半遮掉,
光屏上__成完整的像(填“能”或“不能”),
光屏上像的亮度变 。
能
变暗
1、在研究凸透镜成像的实验中,光屏上出现了一个与烛焰大小基本相等的清晰的像,如图所示,此时,发现物距u和像距v的关系是 ,而此时的物距等于两倍焦距,据此:
0 20 40 60 80 cm
C
B
A
相等
(1)可知此透镜的焦距是 。
(2)若保持蜡烛的位置不变,将凸透镜调到A点时,移动光屏,光屏上又一次出现了一个像,这个像一定是 。
0 20 40 60 80 cm
C
B
A
15cm
倒立、缩小的实像
(3)若保持蜡烛的位置不变,将凸透镜调到B点时,移动光屏,光屏上再一次出现了一个像,这个像一定是 。
(4)若在此时用不透明的纸将凸透镜的上半部分遮住,那么,光屏的像 ( )
A.上部没有了 B.下部没有了
C.毫无变化 D.依然完整,亮度减弱
0 20 40 60 80 cm
C
B
A
D
倒立、放大的实像
(5)如果继续移动凸透镜并调到C点,此时通过凸透镜所成的像必定是 。
(6)若把凸透镜固定在A点不动, 移动光屏找到蜡烛位于零刻度处的像,然后把蜡烛从0刻度向B点移动,为了找像,应使光屏向 (“靠近”或“远离”)透镜方向移动,光屏上的像的大小变化情况是( )
A、逐渐增大 B、逐渐减小 C、不变 D、先小后大
0 20 40 60 80 cm
C
B
A
远离
正立、放大的虚像
A
2.在做凸透镜成像实验时,在光屏上找不到像,可能的原因有哪些?
①烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心没有调整在同一高度上。
②物体放在焦点上或在焦点以内。
3.某同学做”凸透镜成像”实验时,把光屏移到离凸透镜16cm处,使在光屏上出现烛焰的倒立、放大、清晰的像,则该同学使用的凸透镜的焦距可能是 ( )
A. 6cm B. 8cm C. 12cm D. 18cm
A
1、放大镜:是短焦距的凸透镜。
凸透镜的应用
物体位于焦点内,即:u < f 时,在凸透镜后面形成正立放大的虚像。
请记录
注意:用放大镜观察物体时,放大镜要靠近物体才能看清楚。
物体在放大镜一倍焦距以内,物体离透镜越远,像越大。
日常生活常见的放大镜
(1)水滴
(2)盛水的瓶装水
(3)体温计中的
玻璃外壳
照 相 机
数码相机的镜头相当于一个凸透镜,数码相机内部有一块影像传感器(相当于光屏),将接收到的像转换成数字信号传送至数据处理器,再转换成高清数字图像信号。
你能根据凸透镜成像规律,说说照相机的成像原理吗?
照相机利用物距大于二倍焦距时,物体通过凸透镜所成的像是倒立、缩小的实像这一原理来工作的。
物体到镜头的距离越远,成的像越小;到镜头的距离越近,成的像越大。
举例说明在生活中凸透镜还有哪些用处。
生活中用到凸透镜的地方比较都,比如投影仪、望远镜、显微镜等。
你能根据凸透镜成像规律,说说投影仪的成像原理吗?
小结:
1. 凸透镜成像的原理:
光的折射
2、凸透镜成像的规律:
物距
(u)
u=2f
u >2f
u<f
u=f
2f >u>f
放大镜
幻灯机
照相机
应 用
测焦距
探照灯
V>u
U与V
大小
u=v
u>v
u<v
像物位置
像距
(v)
2f >v>f
V= 2f
V> 2f
同侧
异
侧
像的性质
平行光
放大
缩小
倒立
放大
正倒
大小
虚实
等大
实像
实像
实像
倒立
倒立
正立
不成像
虚像
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