凸透镜成像讲义

课题凸透镜成像

授课时间2015-04- :00-- :00

教学目标

1. 熟练掌握光的直线传播，反射和折射及其相关现象；

2. 凸透镜成像特点及应用复习。

教学内容

一、知识回顾

1.光在中沿直线传播，真空中光速为m/s。

2. 光的反射定律：

反射光线与入射光线、法线在；反射光线和入射光线分居的两侧；反射角入射角。光在反射时光路是可逆的。

3. 光射到任何表面都会发生反射。光在平滑表面上的反射叫；光在粗糙不平的表面上的反射叫。镜面反射和漫反射都光的反射定律。（填遵守或不遵守）

4.平面镜成像特点：物体在平面镜里成的是像；像和物体相等，它们的连线跟垂直，它们到镜面的距离。利用以上特点画平面镜成像图、确定平面镜位置，通过光源的虚像找入射点、确定平面镜所成虚像的观察范围及解决其他实际问题。

5. 光的折射规律：折射光线与入射光线、法线在同一平面内；折射光线和入射光线分居两侧。

（1）光从空气斜射入水和其他介质中时，折射角入射角；当入射角增大时折射角，但总是小于入射角。（2）当光线垂直射向介质表面时，传播方向；在折射时光路是可逆的。

6.下列现象中属于光的折射的是（）

A. 岸上的树在水中的倒影

B. 阳光下树木在地上的影子

C. 通过汽车的观后镜观察车后面的情况

D. 人在岸上观看湖中的鱼

二、透镜

1、透镜有两类：凸透镜和凹透镜。

凸透镜：中间厚边缘薄的透镜，对光线起汇聚作用

凹透镜：中间薄边缘厚的透镜，对光线起发散作用

三、凸透镜成像规律

1. 总体思路：作图法研究凸透镜成像，关键掌握凸透镜的三条特殊光线：

①通过光心的光线方向不变；

②平行主轴的光线经凸透镜折射后通过焦点；

③通过焦点的光线经凸透镜后平行于主轴。

2. 利用凸透镜的特殊光线作透镜成像光路

画光路图的方法及步骤：

①画凸透镜，主光轴，焦点和两倍焦点，光源。

②从光源上一点（一般是最上面或最下面的点），画平行于主光轴入射的光线，经过凸透镜后，过焦点射出。

③画这个点过光心的光线，则两条光线的交点是光源上这一点的像。

光源在一倍焦距内时，两条光线的反向延长线相交，不是实际的光线，应该用虚线表示，说明是虚像。

AB垂直于主轴，取从它射出的两条光线，经透镜折射后的交点A’，由于像A′B′仍垂直于主轴，便可画出AB的像。

①物体处于2倍焦距以内；②物体处于2倍焦距和1倍焦距之间；③物体处于焦点以内。

注意：从A点发出的其他光线（非特殊光线），经凸透镜后也应会聚于A′点。

3. 具体实验做法：在水平桌面上依次放蜡烛、凸透镜和光屏，并使它们在同一直线上，且它们的中心在同一高度，

这样做的目的是使烛焰的像在光屏中间。

4.凸透镜成像规律及其应用

1、实验：实验时点燃蜡烛，使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使烛焰的像成在光屏中央。

若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：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。

2、实验结论：（凸透镜成像规律）

F分虚实,2f大小,实倒虚正,

３、对规律的进一步认识：

⑴u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。

⑵u＝2f是像放大和缩小的分界点

⑶当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。

⑷成实像时：

⑸成虚像时：

物距减小

（增大）

像距增大

（减小）

像变大

（变小）

物距减小像距减小

物距u 像物在凸透镜同侧、异侧像的正倒大小像的虚实像距v应用u >2f 异侧倒立缩小实像f＜v＜2f 照相机u =2f 异侧倒立等大实像v=2f

f< u <2f 异侧倒立放大实像v＞2f 投影仪u=f 一束平行光探照灯u

说明：

①当物距u减小时，像变大，像距变大。

像与物变化关系：成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小；像和物同方向移动。

② 1倍焦距分虚实：ｕ= f是成实像与虚像的分界点。

③ 2倍焦距分大小：ｕ=2 f是成放大像与缩小像的分界点。

④实像与虚像：由实际光线汇聚成的像，称为实像；反之称为虚像。

实像和虚像一种区分方法：实像都是倒立的，而虚像都是正立的。

5. 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物体在焦点或焦点以内；②蜡烛、凸透镜和光屏不在同一高度。

6. 若在实验中用纸遮挡凸透镜一部分或凸透镜不小心损坏了一部分，则仍然成完整的像，只是像的亮度变暗一些。分析：从物体同一点发出的无数成像光线（或反射的光线）通过凸透镜折射后最终都相交于该物体的像点上，光路如图所示。从光路图中我们不难发现，遮住一部分光线后，没遮住部分的光线是不受影响的，光线仍会从没遮住部分折射而过，并且成的像位置不变，成像性质不变，只是会聚到像点的光线的数目减少了，所成的像的亮度变暗而已。若遮住大部分，只是像更暗而已，其他位置、性质不变。

四、例题部分

例1某同学拿着一个凸透镜正对着太阳光，用一张白纸在透镜的另一侧来回移动，并得到一个最小最亮的光斑，用刻度尺测得此光斑到透镜光心的距离是10cm，若想用此透镜观察邮票上较小的图案，则邮票到透镜的距离应（）A. 大于10cm B. 在10cm和20cm之间

C. 小于10cm

D. 大于20cm

例2某同学在做研究凸透镜成像的实验时，保持凸透镜位置不变，如图所示，先

后使烛焰位于a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置，实验后，他归纳出下列

说法，其中错误的是（）

A. 使烛焰位于a点时，屏上出现的实像最小