内容正文:
第2节 生活中的透镜
情景导入
1. 牛顿的故事——谁放的火?
牛顿49岁那年,他的书房发生了一起火灾,许多宝贵的论文原稿化成灰烬,牛顿非常沮丧。那是一个星期天,牛顿要去教堂做礼拜,他清楚地记得自己吹灭了蜡烛,桌上也没有镜片之类的东西,只有一块20 cm长、10 cm宽的一
块普通玻璃板。火灾到底是怎么发生的呢?牛
顿询问仆人,仆人说,起火时他正在院里收拾,
他保证没有一个人走进那间屋子。
两年后的一个星期天早晨,牛顿照例要去
教堂,事先得去洗脸、换衣服。洗脸时他正对
着镜子看到脸上滴滴水珠时,突然,脑中浮现出失火那天早晨的情景:他在洗脸时突然想到论文中有一点需要补充,连脸上的水滴都顾不上擦干,奔到书桌那边去,补充完毕后,他才用毛巾擦干脸,换了件衣服到教堂里去。“啊,我真笨,怎么一直没有想到!”牛顿终于解开了火灾之谜。
原来,当时牛顿脸上的水滴落到了玻璃板上,由于表面张力的关系,水成了半圆形,这就起到了透镜的作用,阳光通过水滴聚焦,使下面的书稿起火,从而引发了火灾。
2. 节日时家人团聚或外出旅游,喜欢留影作纪念,拍出美丽的风光、动人的场景,使人们从照片中感受到美好的回忆,这就需要照相机,你们想了解它吗?
合作探究
照相机
(1)照相机前面的镜头是什么透镜?
(2)照相机的构造是什么样的?
(3)为什么同样的照相机能照出全景和非全景的像?
(4)有时拍出的像发白,有时拍出的像较暗,这是怎么回事?
(5)照相机为什么能照像?
(6)物体的像是怎样成像在胶片上的?
提出问题
交流讨论
(1)照相机前面的镜头是凸透镜;
(2)照相机由镜头、暗箱、调焦环、光圈环、胶片等组成;
(3)照相机通过调节物距和像距从而得到全景和非全景的像;
(4)光线强拍出的像发白,光线弱拍出的像较暗;
(5)光经过照相机镜头后会聚在胶片上,形成一个像,这个像冲洗出来就是照片;
(6)因为胶片上涂着一层对光敏感的物质,通过镜头的光在胶片上曝光后发生化学变化,物体的像就被记录在胶片上。
课堂实践
自制照相机:
用两个粗细相近的长方形纸筒,使一个纸筒刚好能套入另一个纸筒,并能前后滑动。在大的纸筒前面固定一个凸透镜,在小的纸筒前面固定一个半透明塑料薄膜作为屏幕,把纸筒有屏幕的一端朝里,套入较大的圆筒,就制成了模型照相机。
归纳总结
(1)照相时,物体离照相机镜头越远,物体在胶片上所成的像越小,像的距离(胶片到镜头的距离)越近,暗箱越短。
照相机成缩小、倒立的像
照相机原理
物体的像
(2)照相机的特点:
①物体离照相机镜头的距离要大于胶片到照相机镜头的距离;
②拍近处的景物时,应使镜头往前伸,使镜头离胶片远一些;
拍远处的景物时,应使镜头往后缩,使镜头离胶片近一些;
③胶片上的像与物体相比是上下倒立、左右颠倒的;
④像和物体分别在镜头的两侧;
⑤像一定比物体小。
投影仪
我们平时的教学中常用到投影仪,现在同学们观察一下它的结构,想想使用它有什么优点?
提出问题
投影仪的结构:
多媒体展示
屏幕
像
镜头
投影片
交流讨论
如果将写有字母“F”的投影片放在投影仪的载物台上,显示的像的大小、正倒将会如何?
归纳总结
(1)投影仪成倒立、放大的实像,像到镜头的距离总大于投影片到镜头的距离。
(2)在实际操作投影仪的过程中,我们要使像放得更大,应使镜头离投影片更近,同时投影仪离屏幕更远些。
(3)投影仪(幻灯机)上的镜头相当于一个凸透镜,能成倒立、放大的像。
放大镜
(1)在玻璃片上滴一滴水,然后把它靠近书本,观察书本上字的变化。
(2)拿出准备好的放大镜,靠近手指观察指纹或靠近比较小的字观察现象。
演示实验
归纳总结
(1)放大镜实质上是一个凸透镜,焦距一般较大。把放大镜放在物体跟眼睛之间,适当调整距离,可以看到物体正立、放大的像。
(2)从放大镜的探究实验中可以获得以下信息:
①放大镜成的是正立、放大的虚像;
②放大镜起放大作用时,被观察物体要离它很近;
③物体和所成的像在透镜的同侧,不能在另一侧或同一侧用光屏承接;
④放大镜离物体越近,成的像越小,离物体越远,成的像越大,但距离大到一定程度时,就起不到放大镜的作用了。
实像和虚像
上一章学习的平面镜成像,它所成的像是实像还是虚像呢?
因为我们用平面镜照镜子时,所成的像没有实际光线会聚,那是虚像。那么凸透镜成的像又是怎样的呢?
提出问题
(1)实像的形成:在三种成像中,成像现象中成实像的是哪个?
多媒体展示
投影仪和照相机,通过具体的光路使学生认识照相机和投影仪成像都是由实际光线会聚形成的。
(2)虚像的形成:在三种成像中,成像现象中成实像的是哪个?
放大镜,学生已经认识了平面镜成虚像;由此进一步的认识放大镜所成的像不是真实的光线会聚而成的,是虚像。
归纳总结
(1)实像是由实际光线会聚而成的,可以用光屏承接。虚像是光线的反向延长线的交点组成的,用光屏承接不到,但用眼睛可以直接看到。
(2)光的反射所成的像都是虚像,小孔成像是实像。凸透镜可成实像,也可成虚像。
课堂小结
照相机:成倒立、缩小的实像
投影仪:成倒立、放大的实像
生活中的透镜
放大镜:成正立、放大的虚像
实像和虚像
1. 如图所示,这是一架焦距不变的照相机,用相机拍照时,成 倒立 (填“倒立”或“正立”)、 缩小 (填“放大”或“缩小”)的实像。
倒立
缩小
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2. 金鱼的颜色艳丽、体型较小,因此水族馆常将它放入球形鱼缸中以便观赏(如图所示),球形鱼缸起到了 放大 镜的作用,我们看到的金鱼是它通过球形鱼缸形成的 正立 、 放大 的像。
放大
正立
放大
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3. 如图是投影仪成像示意图。其中凸透镜的作用是成 放大 (填“放大”“缩小”或“等大”)、 倒立 (填“正立”或“倒立”)的实像,平面镜的作用是 改变光的传播方向 。幕布做得粗糙会发生 漫 反射,使各个方向的观众都能看到画面。
放大
倒立
改变光的传
播方向
漫
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4. 如图,透过水珠可以将荷叶上的纹理看得更清晰,水珠相当于( C )
A. 平面镜 B. 玻璃板
C. 凸透镜 D. 凹透镜
C
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5. 购物支付已进入“刷脸”时代,如图所示,消费者结账时只需面对摄像头,经系统自动拍照、扫描等,确认相关信息后,即可迅速完成交易。下列有关说法正确的是( D )
A. 摄像头相当于一个凹透镜
B. 摄像头成像利用的是光的反射
C. “刷脸”时,摄像头成像特点与平面镜相同
D. “刷脸”时,摄像头成倒立、缩小的像
D
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6. 下列对实像和虚像的说法正确的是( B )
A. 实像都是由光的折射形成的,而虚像都是由光的反射形成的
B. 实像能用光屏接收,而虚像不能用光屏接收
C. 平面镜一定成虚像,凸透镜一定成实像
D. 实像能用眼睛看到,而虚像不能用眼睛看到
7. 关于四种光学仪器的成像情况,下列说法中正确的是( C )
A. 放大镜成正立、放大的实像
B. 照相机成正立、缩小的实像
C. 投影仪成倒立、放大的实像
D. 平面镜成正立、等大的实像
B
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8. 为了保护同学们的安全,学校安装了多个监控摄像头,从安保室电脑上可以看到摄像头拍摄的学生出入校园的画面,下列设备成像特点与摄像头相同的是( B )
A. 汽车观后镜 B. 照相机
C. 投影仪 D. 放大镜
B
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9. 如图所示,能正确表示照相机成像原理的是( D )
D
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10. 一名集邮爱好者在拿着放大镜仔细查看一张邮票,下列情形符合实际的是( B )
B
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11. 如图所示为根据照相机成像原理自制的模型照相机,下列说法错误的是( C )
A. 应使用半透明薄膜来承接像
B. 观察时,应选择较亮的物体为观察对象
C. 薄膜上承接到景物正立的像
D. 如果把薄膜换成感光胶片,就可以得到照相底片了
C
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12. 我们学习了很多光学成像的实例,如:① 针孔照相机内所成像(小孔成像);② “潜望镜”中看到的景物的像;③ 汽车后视镜中的像;④ 电影银幕上放大的像;⑤ 穿衣镜中自己的像;⑥ 监控器中看到的景象。这些成像实例中所成的像是实像的是( C )
A. ①③ B. ②③④
C. ①④⑥ D. ②③⑤
C
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13. 常用体温计的刻度部分为三棱体,横截面如图所示,其正面呈圆弧形,这样就可看清体温计内极细的水银柱,以便读数。这是因为圆弧形玻璃的作用相当于 凸透镜 ,使我们能看到水银柱放大后 正立 的 虚 像,这是由于光的 折射 形成的。
凸
透镜
正立
虚
折射
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14. 如图所示为幻灯机的工作原理图,幻灯机的镜头相当于一个凸透镜,为了使观众看到正立的像,幻灯片要 倒着 (填“正着”或“倒着”)插入架上,用强光照射幻灯片,幻灯片上的画面在屏幕上形成 实 (填“实”或“虚”)像。
倒着
实
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15. 如图所示,甲、乙两图分别是凸透镜成实像和虚像时的情景。
(1) 凸透镜成实像时,光屏上 有 (填“有”或“没有”)像,物和实像在凸透镜 异侧 (填“同侧”或“异侧”)。
有
异
侧
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(2) 凸透镜成虚像时,若用光屏承接,光屏上 没有 (填“有”或“没有”)像,物和虚像在凸透镜 同侧 (填“同侧”或“异侧”)。
没有
同侧
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