物理八年级上册4.5科学探究：凸透镜成像-导学案-沪科版

的中心位置，调整蜡烛和光屏的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心跟烛焰的焰
心大致在同一高度上，这样做的目的是使烛焰通过凸透镜所成的像能完整地落在
光屏的中央，便于观察。
（3）凸透镜成实像和虚像的主要特征
种类 倒正 大小
能否成在光屏 实际上是否存
上
在
像的位置
有的放大，
实际上是存在 像和物体位于
实像 倒立
能
有的缩小
① 凸透镜的焦点到光心的距离叫做焦距，用 f 表示； ② 物体到透镜光心的距离叫做物距，用 u 表示； ③ 像到透镜光心的距离叫做像距，用 v 表示。 （2）实验探究：凸透镜成像规律 a. 提出问题：凸透镜成什么样的像？是实像，还是虚像？是放大的，还是 缩小的？是正立的，还是倒立的？ b. 制定计划与设计实验： ① 将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节凸透镜和光屏的高度， 使凸透镜的光心、光屏的中心跟烛焰的焰心大致在同一高度上；
u 2f u = 2f f u2f u= f u f
像距 v 与焦距 f 的关系
f v2f v = 2f v 2f
正立或倒 立 倒立 倒立 倒立
正立
像的性质
缩小或放大 实像或虚像
缩小 等大 放大 不能成像 放大
实像 实像 实像
虚像
【说明】由凸透镜成像规律可以总结出以下三点：
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① 焦点是成实像和虚像的分界点，二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界
轴（画主光轴应用点划线）
图示
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主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传
光心
播方向不变，这个点叫做透镜的光心，用 字母“O”表示。可以认为薄透镜的光心
就在透镜的中心上
平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点叫
凹透镜的焦点，用字母“F”表示，凸透
镜两侧各有一个焦点，且对称。焦点到光
焦点焦 距
心的距离叫焦距，用字母“ f ”表示。凸 透镜两侧的焦距相等 凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过它
的
凸透镜的两侧
虚像 正立 都是放大的
不能
实际上是不存 在的，只能透过 凸透镜看到虚 像
像和物体位于 凸透镜的同一 侧
典型例题： 知识点 1：透镜
例题 1 在下图所示的方框中各有一个透镜，图中画出了光线通过透镜前后 的传播方向，请在方框中填入适当的透镜。
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思路导航：在图 A 中，平行光线经过透镜后，变得发散，所以框中应是凹透 镜；图 B 中，平行光线经过透镜后交于一点，即变得会聚，所以框中应是凸透镜； 图 C 中，会聚光线经过透镜后变成了平行光线，即变得发散了，所以框中应是凹 透镜；图 D 中，发散光线经过透镜后变为会聚光线，框中应是凸透镜。
答案：如图所示。
例题 2 如图所示，完成光路图。
思路导航：根据透镜对光线的作用，通过凸透镜焦点的光线经凸透镜后必跟 主光轴平行，平行于主光轴的光线通过凸透镜后交于焦点，过光心的光线传播方 向不变；射向凹透镜的光线，如果其延长线通过焦点，经凹透镜后必跟主光轴平 行。平行于主光轴的光线通过凹透镜后的光线的反向延长线过焦点，过光心的光 线传播方向不变。
线
另一侧焦点的入射
光线
射向光心的光线
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凸透镜
经凸透镜折射后过 经凸透镜折射后平 经凸透镜后传播方
焦点
行于主光轴
向不变
凹透镜
经凹透镜折射后， 经凹透镜折射后平 经凹透镜后传播方
折射光线的反向延 行于主光轴射出
向不变
长线过焦点
（二）科学探究：凸透镜成像规律 （1）凸透镜成像的三个重要物理量：焦距、物距、像距。
后变得发散，且这些发散光线的反向延长
线相交在主光轴上的一点，这一点不是实
际光线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点
（3）透镜对光的作用
① 凸透镜的会聚作用
凸透镜对光线有会聚作用，例如平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦
点上，如图甲所示。
由于光路可逆，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光经凸透镜折射后
变为平行光，因此利用凸透镜可产生平行光，如图乙所示。
知识梳理： 一、知识脉络图
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二、知识点拨
（一）透镜
（l）透镜的类型
透镜表面是球面的一部分。按其形状可分为两类：凸透镜和凹透镜。
名称
定义（特点） 实物图形
凸透镜（会聚透 中间厚、边缘
镜）
薄
凹透镜（发散透 中间薄、边缘
镜）
厚
（2）透镜的基本概念
概念
定义
通过透镜的两个球面球心的直线叫主光 主光轴
年 级 课程标 题
学
版
八年级
物理
科
本
第四章 第五节 科学探究：凸透镜成像
上海科技版
一、考点突破：
知识点
要求层次
Байду номын сангаас
具体新课标要求
透镜
了解
认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作
用
凸透镜成像规 探究并知道
探究并知道凸透镜成像的规律
律
二、重难点提示： 重点：1. 认识透镜的作用； 2. 知道凸透镜成像规律。 难点：探究并知道凸透镜成像的规律。
点。
② 不论成实像还是成虚像，物体离焦点越近所成的像越大，像离凸透镜也
越远。
③ 实像总是倒立的，能呈现在光屏上；虚像是正立的，不能呈现在光屏上。
【注意】实验时：
① 首先应知道所用凸透镜的焦距，本实验中所选凸透镜的焦距最好在 10～
20 cm，太大或太小都不方便；
② 应把蜡烛、凸透镜、光屏按顺序放在光具座上，将凸透镜放置在光具座
② 凹透镜对光线的发散作用是指光线通过凹透镜折射后，折射光线比 原来的入射光线沿原方向传播时更远离主光轴，如图所示。
③ 测定凸透镜焦距最简单的方法： 让平行光透过凸透镜会聚于一点，用刻度尺测出此点（焦点）到凸透镜光心 的距离。
（4）透镜的三条特殊光线
通过凸透镜焦点的
透镜
跟主光轴平行的光 光线或射向凹透镜
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② 让烛焰透过凸透镜分别成缩小、等大、放大的实像；
③ 测出成像清晰时的物距和像距；
④ 让烛焰透过凸透镜成放大的虚像；
⑤ 测出成像清晰时的物距。
c. 进行实验与收集数据：参考实验记录数据如下表。
焦距 f / cm
像的性质
物距 u / cm
像距 v / cm
像的其他性质
倒立、缩小的
60
15
与物分居透镜的两
像
48
16
侧，能用光屏承接
倒立、等大的 24
像
与物分居透镜的两 24
侧，能用光屏承接
倒立、放大的
16
12
像
15
48
与物分居透镜的两
60
侧，能用光屏承接
不能成像
12
出射光线平行于主光 轴
正立、放大的
8
与物在透镜的同侧，
像
6
不能用光屏承接
d. 分析与论证：凸透镜成像规律如下表。
物距 u 与焦距 f 的关系
② 凹透镜的发散作用 凹透镜对光线有发散作用，例如一束平行光射在凹透镜上，通过凹透镜发生 折射后向外散开（图甲），具反向延长线交于焦点 F。 思考：试根据光路可逆性原理，分析图乙。
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甲
乙
说明：① 凸透镜对光线有会聚作用是指出射光线相对于入射光线而言靠近
主光轴。平行光、发散光、会聚光经过凸透镜时都出现会聚的情况。（如图所示）