内容正文:
第1章 对环境的察觉
第5节 透镜和视觉
浙教版(2024)八年级上
第2课时 探究凸透镜成像规律
成正立、放大的像。
凸透镜能够成倒立的实像,像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧。放大镜是凸透镜,用放大镜观察物体,能够看到一个正立、放大的像。那么,物体经凸透镜所成的像有什么规律可循?
成倒立的实像,像和蜡烛分别位于凸透镜的两侧
新课导入
探究实践 探究凸透镜成像的规律
目标
通过改变物体相对于凸透镜的位置,探究凸透
镜成像的特点。
器材
凸透镜,光具座,光屏,蜡烛(或LED灯)等。
过程
1.提出问题
物体经凸透镜所成像的大小、正倒、虚实跟物距有什么关系?
知识探索
3
物距(u): _______到____________的距离;
像距(v): _______到____________的距离;
u =____________________
v =____________________
50.0-25.0=25.0(cm)
72.0-50.0=22.0(cm)
物体
凸透镜中心
像
凸透镜中心
物距(u)
像距(v)
测量对象
知识探索
f
F
O
凸透镜
光屏
物体
2.设计实验
对探究问题,物距是自变量,实验中需要改变物距。我们可以把物体放在距凸透镜比较远的位置开始实验,然后逐渐减小物距,观察物体所成像的情况。由于凸透镜对光的会聚程度跟它的焦距有关系,我们可以重点观察物距小于、等于或大于1倍焦距、2倍焦距……时,物体成像的情况。
知识探索
(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)。
烛焰
透镜
光屏
光具座
研究对象是“烛焰的像”而不是“整根蜡烛的像”。
3.进行实验
知识探索
6
(2)把蜡烛放在凸透镜二倍焦距之外的地方,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像,观察像的大小和正倒,记录。此时的物距u和像距v。
知识探索
(3)把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距,重复上面的操作,并记录。
知识探索
(4)把蜡烛再靠近凸透镜一些,让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间,重复上面的操作,并记录。
知识探索
9
(5)将蜡烛继续靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处),移动光屏,观察是否能成像。
知识探索
10
(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,移动光屏,观察光屏上是否能成像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察像的特点,并记录。
知识探索
11
凸透镜焦距 f= 10 cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像距v/cm 像的特点 像的
位置 像距与焦距的关系
大小 正倒 虚实
u>2f 30.00 16.50 缩小 倒立 实像 异侧 f<v<2f
u=2f 20.00 20.00 等大 倒立 实像 异侧 u=2f
f<u<2f 15.00 36.20 放大 倒立 实像 异侧 v>2f
u=f 10.00 不成像
u<f 8.00 / 放大 正立 虚像 同侧 v>u
4.记录实验数据
知识探索
大于2倍焦距
倒立、缩小、实像
(1)当u>2 f 时
5.分析与论证
知识探索
等于2倍焦距
倒立、等大、实像
(2)当u=2 f 时
知识探索
小于2倍焦距
大于1倍焦距
倒立、放大、实像
(3)当f<u<2f 时
知识探索
等于1倍焦距
不成像
(4)当u= f 时
知识探索
小于1倍焦距
正立、放大、虚像
(5)当u<f 时
知识探索
凸透镜成像规律
物距与焦距的关系 像的特点 像的
位置 像距与焦距的关系 应用
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 异侧 f<v<2f 照相机
u=2f 等大 倒立 实像 异侧 u=2f 测焦距
f<u<2f 放大 倒立 实像 异侧 v>2f 投影仪
u=f 不成像 平行光源
u<f 放大 正立 虚像 同侧 v>u 放大镜
6.实验结论
知识探索
18
知识探索
知识探索
在做“探究凸透镜成像规律的实验”时,将焦距为10 cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上,位置如图所示。则移动光屏,可在光屏上( )
A.成倒立、放大的实像
B.成倒立、缩小的实像
C.不会得到像
D.像距大于10 cm小于20 cm
A
小试身手
某小组在“探究凸透镜成像规律”的实验中:
(1)实验前,要调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在
___________。
(2)通过调整,恰好在光屏上得到烛焰等大的像,如图所示,则
所用凸透镜的焦距是_________cm。
同一高度
10.0
小试身手
(3)在图示情况下,把蜡烛向左移动15 cm,凸透镜的位置不变,应把光屏向_________(选填“左”或“右”)适当调节,才能在光屏上得到烛焰清晰的倒立、_________(选填“放大”“缩小”或“不变”)的实像。接下来改用焦距为15 cm的凸透镜继续进行实验,如果不改变蜡烛和凸透镜的位置,要在光屏上成清晰的像,应把光屏向_________(选填“左”或“右”)适当调节。
左
缩小
右
小试身手
(4)在探究凸透镜成实像的过程中,他们又尝试用白纸遮挡住凸透镜的一半,发现在光屏上_________(选填“仍能”或“不能”)成烛焰完整的像。
仍能
小试身手
如图所示是张老师利用手机直播网课的情景。手机的镜头相当于_________,当手机取景框内只看到电子白板时,为了让同学们同时看到两边黑板上板书的文字,手机应该_________(选填“远离”或“靠近”)黑板,黑板上文字所成的像是_________
(选填“放大”或“缩小”)的像。
凸透镜
远离
缩小
小试身手
将凸透镜和蜡烛、光屏安装到光具座上,位置如图所示,此时光屏上得到清晰的像,下列说法正确的是 ( )
A.此时光屏上的像是放大,正立的虚像
B.此时成像情况符合投影仪成像原理
C.保持凸透镜的位置不动,向右移动蜡烛并调整光屏到适当的位置,当光屏上再次得到清晰的像时,这个像一定是缩小的像
D.保持凸透镜的位置不动,向左移动蜡烛,则光屏一定要向左调整位置才能得到清晰的像
D
小试身手
凸
透
镜
成
像
的
规
律
u>2f,f<v<2f,倒立、缩小的实像
u=2f, v=2f,倒立、等大的实像
f<u<2f,v>2f,倒立、放大的实像
u=f,不成像
u<f,物像同侧,正立、放大的虚像
一倍焦距分虚实;二倍焦距分大小;成实像时:
物近像远像变大;成虚像时:
物近像近像变小 。
课堂总结
1.在“探究凸透镜成像的规律”的实验中,当蜡烛、透镜、光屏的位置如图所示时在光屏上成一清晰的像,下列说法中正确的是 ( )
A.a为物距
B.b为物距
C.物距为40 cm
D.像距约为7 cm
B
随堂检测
2.一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在光屏上得到一个最小、最亮的光斑,如图甲所示。小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,当物体的位置如图乙所示时,在光屏上呈现的清晰的像是 ( )
A.倒立、缩小的实像 B.倒立、放大的实像
C.正立、放大的虚像 D.正立、放大的实像
B
随堂检测
3.在“探究凸透镜成像规律”的实验中,小欣记录的部分实验数据如下表所示。
焦距 次数 物距u/cm 像距v/cm 像的性质
虚实 大小 倒正
f=10 cm 1 45 13 实像 _____ _____
2 30 15
3 18 22 实像 _____ _____
4 16 26
缩小
倒立
放大
倒立
随堂检测
(1)表格中有几项内容漏写了,请你帮助填补。
(2)实验过程中小欣观察到第2次所成的像_________(选填“大于”“等于”或“小于”)第1次所成的像。
(3)当把蜡烛调到距离透镜8 cm的位置时,小欣发现无论怎样移动光屏,光屏上始终得不到像。为了观察这时所成的像,眼睛和蜡烛应该在凸透镜的________(选填“同”或“异”)侧。
大于
异
随堂检测
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