《凸透镜成像的规律》透镜及其应用PPT教学课件

类型四 巧用不等式分析凸透镜焦距范围
例4 (多选)在“探究凸透镜成像规律”的实验中，蜡烛、凸透镜 和光屏在光具座上的位置如图5－3－7所示，此时在光屏上得到烛 焰清晰的像；若保持透镜位置不动，将蜡烛移到光具座上40 cm刻 度线处，对于此时像的性质，下列判断正确的是( AC ) A．一定是放大的像 B．一定是缩小的像 C．一定是倒立的像 D．一定是正立的像
由题意知，u＞2f，由凸透镜成像规律可知，在光屏上能成倒立、缩 小的实像，此时f<v<2f；若保持凸透镜的位置不动，将蜡烛和光屏 互换一下位置，则f<u<2f，由光路的可逆性可知，成倒立、放大的 实像。
[规律总结]根据像距(v)与物距(u)的大小关系判断成实像情况：v＜u ，成缩小的像；v＝u，成等大的像；v＞u，成放大的像。
二 实验结论——凸透镜成像规律
成像的特点
物距（u） 正倒 大小
像、物在透镜同 像距（v） 虚实
侧或异侧
u>2f
倒立 ___缩_小____ 实像 异侧
f<v<2f （v<u）
u＝2f 倒立 ___等__大___ 实像 异侧
v＝2f （v＝u）
f<u<2f 倒立 放大 实像 异侧
___v_>2_f__ （v>u）
[解析] (1)平行于主光轴的光线经凸透镜后会聚在主光轴上一点，这 点是凸透镜的焦点。焦点到光心的距离是凸透镜的焦距，所以凸透镜 的焦距是10.0 cm。实验前应先调节光具座上烛焰、透镜和光屏三者 的中心在同一高度，这样可使像成在光屏的中央。 (2)凸透镜的焦距是10.0 cm，烛焰放在距凸透镜15 cm处时，物体在 凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立、放大的实像。幻灯机和 投影仪就是利用这一成像规律工作的。 (3)将蜡烛在图乙的基础上远离透镜，物距增大，像距要减小，所以 光屏靠近凸透镜，才能在光屏上得到清晰的像。
图5－3－5
[解析]监控摄像头是一个凸透镜，被监控的物体在凸透镜二倍焦距以 外，成倒立、缩小的实像，其工作原理与照相机相似。对比图乙和图 丙可以看出，图丙所成的像较小，根据凸透镜成像的规律可知，此时 物距增大，即汽车是逐渐远离摄像头的。
[方法指导]凸透镜成像规律口诀 ①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。 ②凸透镜成实像时(即物体在一倍焦距以外)：物近像远像变大；成虚 像时(即物体在一倍焦距以内)：物近像近像变小。
第五章 透镜及其应用
第3节 凸透镜成像的规律
新知梳理
一 实验探究：凸透镜成像的规律
1.物距（u）和像距（v） （1）物距（u）：__物_体___到透镜光心的距离。 （2）像距（v）：__像____到透镜光心的距离。
2.实验过程 （1）如图5－3－1所示，把点燃的蜡烛、__凸_透__镜____、光屏 依次固定在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度，使它们 的中心跟烛焰的中心在__同_一__高_度____上。
图5－3－7
[解析]题图知，物距大于像距，此时成倒立、缩小的实像，因此物距大 于二倍焦距，像距处于一倍焦距和二倍焦距之间。物距u＝50 cm－30 cm ＝20 cm；像距v＝65 cm－50 cm＝15 cm。由以上分析得：20 cm＞2f，f ＜15 cm＜2f， 解得：7.5 cm＜f＜10 cm。 将蜡烛移到光具座上40 cm刻度线处时，物距u′＝50 cm－40 cm＝10 cm ，处于一倍焦距和二倍焦距之间，所以成倒立、放大的实像。故选AC。
[方法指导]巧用不等式分析凸透镜的焦距范围
一“审”
二“列”
三“求”
“审清题意 ”：明确题 目中有几个 不同物距或 像距情况下 ，凸透镜的 成像情况
u＝f u<f
不成像 __正__立___ 放大
虚像
___同__侧__ v>u
应用示例
类型一 探究凸透镜成Βιβλιοθήκη Baidu规律
例1 在做“探究凸透镜成像规律”的实验中：
图5－3－3
(1)一束平行光通过凸透镜后在光屏上会聚成一点，如图5－3－3 甲所示，则凸透镜的焦距为__1_0_._0___cm，调节光具座上烛焰、透 镜和光屏三者的中心在__同_一__高_度____。 (2)如图乙所示，烛焰恰好在光屏上成倒立、___放_大____(选填“放 大”“缩小”或“等大”)的实像，生活中的_投__影_仪____(选填“照 相机”“投影仪”或“放大镜”)就是利用这一成像原理制成的。 (3)在(2)的基础上将蜡烛远离凸透镜，则应将光屏___靠_近____(选填 “远离”或“靠近”)凸透镜才能再次在光屏上成清晰的像。
类型二 凸透镜成像规律在生活中的应用
例2 如图5－3－5甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头， 它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片。摄像头的镜 头相当于一个___凸___透镜，它的工作原理与__照__相_机_____ (选填 “照相机”“投影仪”或“放大镜”)相似。如图乙和丙所示是一 辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片， 由图可以看出汽车是在逐渐___远_离____(选填“靠近”或“远离”) 摄像头的。
[规律总结] (1)探究凸透镜成像规律的过程中，无论怎样移动光屏都 得不到像，原因可能是：①凸透镜、光屏、烛焰三者的中心不在同一 高度；②物体在凸透镜的一倍焦距内或焦点上；③物距稍大于一倍焦 距，像距较大，光具座上的光屏无法达到。 (2)运用作图法可得出凸透镜成像规律，如图5－3－4所示。
图5－3－4
类型三 根据物、像位置关系判断成像
例3 如图5－3－6所示，此时蜡烛通过凸透镜在光屏上形成一
个清晰的像，现保持凸透镜的位置不变，将光屏与蜡烛的位置
对调，则光屏上( C )
A．无像
B．成倒立、缩小的实像 C．成倒立、放大的实像
图5－3－6
D．成正立、放大的实像
[解析]根据凸透镜成实像的规律进行分析，如下：
图5－3－1
（2）把凸透镜固定在光具座的中部，蜡烛移至光具座一端， 调节光屏的位置，直到光屏上得到清晰的像，记下物距、像 距的大小和像的特征；逐渐减小物距，调节光屏，分别观察、 记录凸透镜的成像情况。 [点拨]烛焰、凸透镜、光屏三者的中心“等高”，目的是使 光屏接收到的烛焰的像能落在光屏的中央，便于观察。