第3节 凸透镜的成像规律

u<f
正立、放大、虚像
物距减小时，像距增大，实像变大。
应用 照相机 无 投影仪
无 放大镜
练习：
1、根据像的特征确定f的范围
⑴ 把一个物体放在凸透镜前，在凸透镜另一侧12cm处光屏上得
到一个缩小的实像。该凸透镜的焦距为（ A ）
A、10cm
B、12cm
C、24cm
D、6cm
分析：缩小的实像一定是倒立的，成倒立、缩小的、实像条件是什
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
⑧ 调节蜡烛，减小物距u，使u<f ,观察光屏上是否有像，如果没
有，从透镜另一侧观察试一下，记录像的特征。 如图，f = 10cm，u<10cm, 蜡烛应放在____cm的位置 ？
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 f = 10cm
距）有关。 ⑶ 设计实验：我们改变物距，逐渐移进，调节光屏到凸透镜距离
（像距），观察成像的情况。由于凸透镜对光的偏 折程度跟凸透镜的焦距有关，因此把f、2f作为参考。
2f F O F 2f f
2f
实验装置： 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
实验步骤： ① 把蜡烛、凸透镜、光屏放在一起，使烛焰、凸透镜、光屏的
动手做一做： 向上方分别提升光屏、凸透镜、蜡烛，实像分别成在光
屏的什么位置？ 实像成在光屏上方，是实像落在光屏正中间，每次调节
光屏、凸透镜、蜡烛中的一个，分别该怎样调节？
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实验表格：
f=10cm 物距u/cm 像距v/cm 成像特征 应用
u>2f
30
25
u=2f
20
f<u<2f 17
13
u=f
中心在同一高度上（同一水平线上）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
② 把凸透镜放在光具座中间位置,调节蜡烛，使u>2f 。左右移动 光屏，当光屏上的像最亮最清晰时停止移动，记录像的特征 和物距v。 如图，f = 10cm，u>____cm? 蜡烛应放在____cm的位置 ？
解：e点物距小于焦距，成虚像；a点物距最大，实像最小；b点物 距最小，实像最大。
⑵ 用照相机给同学们照集体照，发现少量同学们不在取景框内， 给怎么调节相机？
分析：“少量同学不在取景框内说”明了什么？说明了每个同学在 取景框内的像太大了。要在取景框内看到每个同学的像， 应 该让每个同学的像缩小一些。那么，该怎样调节相距物距？ 该怎样调节照相机？
3、像的变化。 ⑴ 图中凸透镜位置不变，把蜡烛分别在a、b、c、d、e各点，调
节光屏位置。蜡烛在___点实像最大；蜡烛在___点实像最小； 蜡烛在___点屏上无像；蜡烛在____点屏上有等大实像。
2f F O F 2f a b cd e
分析：题意是判断像的大小，利用凸透镜成像的特点处理。物距减 小时，像距增大，实像变大。
10
u<f
5
⑷ 进行实验：（学生进行分组实验，然后进行以下步骤） ⑸ 分析论证：
凸透镜成像的规律
物距u/cm 像距v/cm 成像特征
应用
u>v u>2f u=v=2f u=2f u<v f<u<2f
u=f
f<v<2f v=2f
v>2f 无
倒立、缩小、实像 倒立、等大、实像 倒立、放大、实像 不成像
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
⑤ 调节蜡烛，使f<u<2f ,左右移动光屏，当光屏上的像最亮最清 晰时停止移动，记录像的特征和物距v。 如图，f = 10cm，____cm<u<____cm? 蜡烛应放在____cm的 位置 ？
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
⑥ 调节蜡烛，减小物距u,使f<u<2f 任然成立,重做一组。 如图，f = 10cm，____cm<u<____cm?
f = 10cm
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
⑦ 调节蜡烛，减小物距u，使u=f=10cm ,观察光屏上是否有像，
如果没有，从透镜另一侧观察试一下。
解：照相机应该远离同学们用来增大物距，同时回收镜头减小 像距。
21
解：u<v，成倒立、放大的、实像。成倒立、放大的、实像要求 f<u<2f , v>2f 。因此： 30cm>2f 解得：10cm<f<15cm。 f<20cm<2f ;
18
2、已知f,确定像的特征。
⑴ 有一个焦距10cm的凸透镜，现在距焦点8cm处放一只蜡烛， 凸透镜成_倒__立__、__放__大__的__、__实__像__或__者__正__立__、__放__大__的__、__虚__像___。
么？u>2f，f<v<2f。题目求焦距f，因此要找到物距u或者像距v。
解：由题意知v =12cm，根据成像特点有f<12cm<2f，即：
f<12cm 解得：6cm<f<12cm。
12cm<2f ;
⑵ 在发光灯泡前面20cm处放一个凸透镜，在凸透镜后30cm的墙 上出现了灯丝清晰的像，求f的范围。
分析：题目求焦距f，因此要明确成像特征并找到物距u或者像距v。 u=20cm，v=30cm, 成像具有什么特征？u<v，成倒立、放大 的、实像。
照相机：
成倒立、缩小的、
2F F O F 2F
实像
2F F O F 2F
投影仪： 成倒立、放大的、 实像
2F F O F 2F
放大镜： 成正立、放大的、 虚像
蜡烛通过同一个凸透镜成了三种特征的像。像的虚实、 大小、正倒和什么因素有关？
第3节 探究凸透镜成像的规律 1、探究凸透镜成像的规律 ⑴ 提出问题：像的虚实、大小、正倒和什么因素有关？ ⑵ 猜想假设：像的虚实、大小、正倒和物体到透镜的距离（物
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
③ 调节蜡烛，减小物距，使u>2f 任然成立 ,重做一组。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
④ 调节蜡烛，使u=2f ,左右移动光屏，当光屏上的像最亮最清 晰时停止移动，记录像的特征和物距v。 如图，f = 10cm，u=2f =20cm, 蜡烛应放在____cm的位置 ？
照相机 无 投影仪
无
u<f
正立、放大、虚像 放大镜
物距减小时，像距增大，实像变大。
⑹ 交流与评估：
今天学了什么？
凸透镜成像的规律
物距u/cm 像距v/cm 成像特征
u>v u>2f u=v=2f u=2f
f<v<2f 倒立、缩小、实像
v=2f
倒立、等大、实像
u<v f<u<2f v>2f
u=f
无
倒立、放大、实像 不成像
分析：根据凸透镜成像规律可知，凸透镜所成的像的特征由物距与距f，再判
断他们的关系。
解：当蜡烛在焦点左侧时，u=18cm , f=10cm，2f=10cm，故 f<u< 2f。根据凸透镜成像规律可知,此时凸透镜成倒立、 放大的、实像。 当蜡烛在焦点右侧时，u=2cm , f=10cm，2f=10cm，故 u< 2f。根据凸透镜成像规律可知,此时凸透镜成正立、 放大的、虚像。