人教版初二物理上册光路图解析凸透镜成像规律

光路图解析凸透镜成像规律教案

★设计理念★

凸透镜成像的规律是是光学部分重点和难点，此部分内容的同样是八年级物理的重点和难点。掌握了成像规律，学生就能对照相机、投影仪、放大镜成像特点进一步了解，达到牢固掌握所学知识及灵活应用知识解决实际问题的目的。凸透镜成像规律的学习一般是通过实验得出相应规律的。有不少同学对这一规律的理解有一定的难度，大部分同学以背的方式强记住了成像规律，时间长了容易遗忘。其实只要同学们理解了凸透镜成像的实质是光经过凸透镜折射后，折射光线正向（反向）相交而形成的，那么通过从物体的某一点发出的两条特殊光线的光路图，就可以很容易找到这一点经凸透镜所成的像。本课通过运用凸透镜三条特殊光线作图的方法来分析凸透镜成像的规律。

★教学目标★

1．知识与技能

熟练记住凸透镜成像规律，进一步理解凸透镜所成像性质与物距的关系，能应用光路图理解凸透镜成像规律。

2．过程和方法

通过作图，加深对成像大小、倒正、虚实的理解。

3．情感、态度与价值观

具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理，勇于探究日常用品中的科学原理。乐于参与观察、试验、制作等科学实践。

★教学过程★

本节微课我们学习用光路图来解析凸透镜成像的规律：

在这里要运用到三条特殊的光线，它们是：①平行于主光轴的入射光线折射后过焦点；

②过焦点的入射光线折射后平行于主光轴；③经过光心的光线不改变传播方向。下面我们将应用这三条光线中的任意两条来解析凸透镜成像的规律。

当物距大于两倍焦距时，物体上平行于主光轴的光线通过凸透镜后经过另一侧的焦点，通过光心的光线传播方向不发生改变，这两条光线的交点就是物体所对应的像点。这个像是实际光线会聚而成的，所以是实像。可以发现此时像距大于一倍焦距小于两倍焦距，所成像为倒立、缩小的实像。减小物距，可以看出像距增大但仍在一倍焦距与两倍焦距之间，所成像变大但仍是倒立、缩小的实像。由此可以看出当物距大于两倍焦距时，像距大于一倍焦距

小于二倍焦距，成倒立、缩小的实像。这就是照相机的工作原理。

当物距等于两倍焦距时，可以看出此时像距也等于两倍焦距，所成像为倒立、等大的实像。

当物距大于一倍焦距小于两倍焦距时，可以看出此时像距大于两倍焦距，成倒立、放大的实像，物距减小，像距继续增大，所成像变大。这就是投影仪的工作原理。

由此可以看出：物体沿主光轴移动的时候，物和像相对凸透镜移动的方向是一致的，也就是说物距减小，像距变大，且像有变大的趋势。

当物距等于焦距时，经过凸透镜的两条光线彼此平行，在凸透镜两侧都没有交点，所以不成像。

当物距小于焦距时，经过凸透镜的两条光线不会相交，但它们的反向延长线却在物体侧相交，所以此时所成像是是虚像，且是正立放大的，像与物在同侧。减小物距，像靠近凸透镜，像变小，但仍成正立、放大的虚像。这就是放大镜的工作原理。

由此可以看出，不管是成实像还是虚像，物体向凸透镜焦点靠近，像就变大。

综合以上光路图可以看出：由位置1-3始终成实像，物体逐渐靠近焦点，像远离焦点，像逐渐变大，即成实像时物近像远像变大。

当u＜2f时都成放大的像，u＞2f成缩小的像；由此可见2f为放大像和缩小像的分界点。

当u＜f时成虚像，u＞f时成实像，由此可见f为虚像和实像的分界点。

可以总结成：一倍焦距内外分虚实，二倍焦距内外分大小，实像物近像远像变大。

下面请看例题：当凸透镜成实像时，如用手挡住透镜的下半部，光屏上的像可能有什么变化？

通过光路图可知：像的完整性不变，但变暗了。

★作业布置★

1．在研究凸透镜成像的实验中，当烛焰距凸透镜6厘米时，可以在光屏上成一个放大的像，移动蜡烛使它距透镜12厘米时，调整光屏，____（填“能”、“不能”）在光屏上得到清晰的像，若能得到像，那么成的是________、_______的_______像。

2．某同学拿了一个焦距为20cm的凸透镜，要想观察细小的物体，物体到凸透镜的距离______；要想用它得到放大的实像，物体到凸透镜的距离________，此时像到凸透镜的距离______；要想用它得到缩小的实像，物体到凸透镜的距离应该_______，此时像距凸透镜距离。

3．将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜10cm的纸上接到一个很小的亮斑，当将

一个物体放在距这个透镜30cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到（）A．倒立、放大的实像

B．正立、缩小的实像

C．正立、放大的实像

D．倒立、缩小的实像

4．凸透镜前30厘米处的物体沿主光轴远离透镜时，所成的倒立、缩小的像将（）A．由大变小B．由小变大C．由虚变实D．由实变虚

答案：

1．能倒立缩小实

2．小于20cm 大于20cm小于40cm 大于40cm 大于40cm 大于20cm小于40cm 3．D

4．A

★教学反思★

本节通过对凸透镜已学知识加以拓展，启发学生通过光路图，用形象的图线描述成像的原理和规律，既培养了学生总结归纳的能力，又加深了学生对这一内容的认识，这样一来学生对实验操作也了然于心，对成像规律也不用死记硬背。