4.3凸透镜成像的规律(正式)

蜡烛 光具座 凸透镜
光屏
二、如何放置仪器
凸透镜、蜡烛、光屏如何放置？
注意：调整透镜、光屏的高度，使凸透镜、
光屏和烛焰的中心在同一高度。
预备知识：
1.物距(u)： 物体 到 凸透镜中心 2.像距(v)： 像
u
的距离； 的距离；
到 凸透镜中心 v
S1=33.0cm
S2=50.0cm
S3=74.3cm
2012-10-29
交流合作
实验思考
4、当凸透镜成实像时，随着物距的 减少，像距是怎样变化的？
2012-10-29
规律精炼
2012-10-29
注1：在实验中若发现无论光屏如何移动，均无 法在光屏上得到像，原因有两个方面：
①蜡烛在焦点以内；
②烛焰在焦点上
③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；
④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地 方，光具座的光屏无法移到该位置。
测焦距 放大镜
2、凹透镜成像规律：
同侧、正立、缩小、虚像。
实验拓展
1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？
2、在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什 么位置吗？
凸透镜所成的实像都是倒立的；虚像是正立的。
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交流合作
实验思考
3、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？ 什么情况下像和物体在凸透镜同侧？
3.在“研究凸透镜成像”实验中，物 体在光屏上所成的实像一定是 A.正立的像 B.缩小的像 C.倒立的像 D.放大的像
4．小刚同学用焦距为10cm的凸透镜做实验，实验装置示 意图如图15所示，在实验过程中保持凸透镜的位置不变， 请你根据所学知识完成下列填空。 （1）改变蜡烛位置，使其位于20cm刻度线处，再移动光屏， 使烛焰在光屏上成清晰的倒立、________的实像。（选填： 等大 “放大”、“等大”或“缩小”） （2）改变蜡烛位置，使其位于35cm刻度线处，再移动光屏， 使烛焰在光屏上成清晰的________的实像。（选填：“倒立” 倒立 或“正立”） （3）改变蜡烛位置，使其位于42cm刻度线处，小刚从透镜 的右侧通过透镜可以看到一个正立、________的烛焰的像。 放大 （选填：“放大”、“等大”或“缩小”）
5.有四种不同焦距的凸透镜，如果 要使距凸透镜15 cm的物体在光屏上 得到缩小的像，那么应选凸透镜的 焦距为 A.5 cm B.10 cm C.20 cm D.30 cm
6.某实验小组在“研究凸透镜成像”的 实验时，发现该凸透镜边框所标的焦距数 值已模糊不清，其中一位同学把烛焰放在 距透镜 10 cm 处，调节光屏位置，最终在 屏上得到与烛焰等大、清晰的像.根据这一 现象，同组的其他同学作了如下判断，你 认为不正确的有 A.透镜的焦距是 5 cm B.透镜的焦距大于 5 cm，小于 10 cm C.当物距为 3 cm 时，透镜一定成放大 的像 D.当物距为 6 cm 时，透镜一定成放大 的像
现象： 凸透镜能成不同像。 问题： 猜想：
凸透镜成的像的虚实、大小、 正倒跟什么有关系？
与焦距有关
与物距有关
实验
如何进行实验？
探究的目的
• 1.理解凸透镜成像的虚实、大小、 正倒的条件
• 2.观察分析得出凸透镜成像的规律
探究的过程:
一、选用仪器
• 1.凸透镜, 我们可以用f=10cm的凸透镜(物理方 法:控制变量) 2.蜡烛 3.光屏 ——作用？ 4.光 具座——光具座的功能？(放实验仪器，便于 测出物距和像距)
a bc
de
F
F
f 2f
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a bc
de
F
F
f 2f
2、把烛焰放在 点，屏上出现清晰的像时， 屏距凸透镜最远。 3、把烛焰放在 点，屏上不会出现像。
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例： 在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中 凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距 凸透镜15cm处，在凸透镜另一侧的光屏上 观察到了蜡烛清晰的像，这个像一定是（ ） A 倒立放大的实像 B 倒立缩小的实像 C 正立放大的实像 D 正立放大的虚像
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F
F
f
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照相机
像的特点：缩小、倒立、实像； 物距 》 像距 幻灯机 像的特点：放大、倒立、实像； 物距《 像距 放大镜
像的特点：放大、正立、虚像；物像同侧
随堂练习
例：如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后 把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光 屏的位置。则： 1、把烛焰放在 点，屏上出现的像最大； 把烛焰放在 点，屏上出现的像最小。
7、医用体温计的刻度部分为三棱体，横截面如图， 其正面呈圆弧形，这样就可看清体温计内极细的汞
柱，以便于读数，这是因为圆弧形玻璃的作用相当
凸透镜（放大镜） 于________________，我们用它能看到汞柱被放 虚 大后正立的_________像。
8、测绘人员绘制地图时，常常需要在高空的飞机上 向地面照相，称为航空摄影。若使用航空摄影照 相机的镜头焦距为50mm，则底片到镜头的距离 为（ C ） A、100mm以外 B、50mm以内 C、略大于50mm D、恰为50mm 分析：航空摄影是指飞机向地面拍照，由于物距较远，相 当于从无限远处入射的光线，它所成的像在焦点附 近且略大于焦距。
交流评估分析结论
作图研究
利用通过凸透镜的三条特殊光线
F
F
f u>2f f<v<2f 倒立缩小实像
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F
F
f u=2f v=2f 倒立等大实像
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F
F
f f<u<2f v>2f 倒立放大实像
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F
F
f u=f 不成像
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F
F
f u<f 倒立放大虚像
练习：
2 .在研究凸透镜成像的实验中：
（1）用一束平行光正对凸透镜射入，经透镜后会 聚于A点，测得A点距透镜10厘米，则透镜的焦距是 （ 10 ）厘米。 （2）若烛焰放在距上述透镜8厘米处，经透镜可得 到一个 正立 、放大、虚 像。 （填像的性质：倒正、放大缩小、虚实） （ 3）若烛焰放在此透镜前12厘米处，经透镜可得 到一个 倒立、放大、实 像。 （4）若烛焰放在此透镜前25厘米处，经透镜可得到 倒立、缩小、实 一个 像。
成实像时： 物距变小时，像和像距都变大；（物近像远大）
物距变大时，像和像距都变小。（物远像近小）
F
F
①跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；
③通过光心的光线经过透镜后方向不变。
F
F
①跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；
③通过光心的光线经过透镜后方向不变。
（2）根据你探究出的凸透镜成像规律，你认为上述探究 实验还缺少什么项目？请补在上表下面的两行里。 （3）你觉得该同学的探究实验是否完整和全面？提出你 的看法。
答（3）该同学的探究实验不够完整和全面，探究的都是 物体到凸透镜的距离大于凸透镜的焦距的情况，没有 探究物体到凸透镜的距离小于凸透镜焦距的情况，另 外像的性质也仅仅讨论像的正、倒，没有讨论像的大 小、虚实。
注2：在实验中如果时间长了，蜡烛烧短，则 像向哪个方向移动？ 则像向光屏上方移动。
像与物体移动方向相反。
注3：放大镜只能成放大的像？
放大镜实际上就是一个凸透镜， 只是利用了物体在焦点以内成放大 的虚像这一原理。 放大镜也可以成缩小的像。
交流合作
实验思考
5、当成实像时，如用手挡住透镜的上 半部，（或挡住其中任意一部分，或凸 透镜不小心损坏了一部分）猜一猜， 光屏上的像可能有什么变化？
凸透镜焦距/cm 10 10 25 17 倒 10 45 13 倒 10 60 12 倒 12 15 60 倒 12 12 12 25 45 60 23 16 15 倒 倒 倒 物到凸透镜的距离/cm 15 像到凸透镜的距离/cm 30 像的倒、正 像的大、小 像的虚、实 倒
放大 缩小 实像 实像
放大 缩小 实像 实像
缩小
实像
异侧
放大
实像
异侧
正立
放大wenku.baidu.com
虚像
同侧

现有5种光学元件：平面镜、凹面镜、凸面镜、 凹透镜、凸透镜，把下列器材所使用的上述光学 元件填入相应的空格内。
练习
潜望镜： 平面镜
凹面镜 。 探照灯：
幻灯机：凸透镜 平面镜 放大镜： 凸透镜 。 照相机： 凸透镜 近视镜： 凹透镜 。 汽车后视镜： 凸面镜 。
u=?2－S1=17.0cm S
S v =? 3-S2=24.3cm
如何测定凸透镜焦距?
2012-10-29
实验步骤
• 1.把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在灯具座上。 • 2.点燃蜡烛，调整三者的高度，使烛焰、凸透 • 镜和光屏的中心在同一高度。 • （目的：使烛焰的像成在光屏的中央）
• 3.先将蜡烛放在离凸透镜较远的地方，然后逐 • 渐移向凸透镜，在移动过程中，观察成像的情 • 况
第四章 透镜及其应用
4.3 探究凸透镜成像的规律
思考：
• 三个仪器都是凸透镜，成的 像都不一样，是什么原因影 响了凸透镜所成的像？ • 物距的不同
两个放大镜，焦距不同，用这两 放大镜离物体相同距离，都离物 体较近。则将字放大得更大的焦 距 。（大还是小）。 可以做做看!
再思考：
• 还有什么原因影响了凸 透镜所成的像？ • 焦距的不同
F
F
①跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；
③通过光心的光线经过透镜后方向不变。
F
F
①跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；
③通过光心的光线经过透镜后方向不变。
F
F
①跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；
②通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；
（1）请分析以上数据，把能得出的探究结论填在横线上。 物体到凸透镜距离大于焦距时，成的像都是倒立的 结论一_____________________________________________ 物体到凸透镜的距离越大，像到凸透镜的距离越小 结论二_____________________________________________ 物距相同时，凸透镜焦距大的，像到凸透镜距离大些。 结论三_____________________________________________
9、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上， 则（ ） B • A．成像在2倍焦距处 • B．成像在焦点上 • C．成像在焦点内
• D．不成像
10、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼， 从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼 是（ D） • A．实物 • B．等大的实像
• C．放大的实像
• D．放大的虚像
11、某同学用焦距不同的凸透镜探究凸透镜成像的规 律进行了若干次操作，实验数据如下表：
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1.在研究凸透镜成像实验时，实验前， 应调节_______、_______、_______三 者中心在同一高度，目的是使像能 ________.若实验中无论怎样移动光屏 位置，在光屏上也得不到清晰的像， 蜡烛到凸透镜的距 其 原 因 可 能 是 ： （ 1 ） ________ 或 离正好等于焦距 物距在一倍焦距内 三者不在同一高度 ________，（2）________.
成实像时：
物距变小时，像和像距都变大；（物近像远大）
物距变大时，像和像距都变小。（物远像近小） 成虚像时：
物距变小时，像和像距都变小；
物距变大时，像和像距都变大。
照相机，投影仪，放大镜成像特点
器材名 称
照相机 投影仪 放大镜
像的性质
正立或倒立 放大或缩小 实像或虚像
像与物的位置
异侧或同侧
倒立 倒立
2012-10-29
结论——凸透镜成像的规律：
物距u u>2f u=2f u=f u<f 正立 像的性质 正倒 大小 实虚 倒立 缩小 倒立 等大 放大 放大 实像 实像 实像 虚像 像距v 应用
2f>v>f 照相机 v=2f v>2f 测焦距f=u/2
投影仪、幻灯机、 放映机
2f>u>f 倒立
不成像
③通过光心的光线经过透镜后方向不变。