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5.3 突透成像规律
第五章 透镜及其应用
人教版物理（八年级上册）
新课引入
这个仪器我们在生物实验课上是不是用过？这是什么？
科学家在观察夜象时，要用什么？
新课引入
照相机、投影仪都利用了凸透镜成像，放大镜本身就是凸透镜。但是它们所成像的特点却不同。
物体离照相机镜头比较远，成倒立、、缩小的实像。
投影片离镜头比较近，成一个放大的、倒立的实像。
物体离放大镜很近，成放大、正 立的虚像。
一、实验、探究凸透镜成像规律
提出问题：凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟什么因素有关系？
猜想假设：
2.可能与焦距有关。
1.可能与物体到透镜的距离有关.
由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距 f 有关系，所以研究物距u的变化时，焦距可能是个应该注意的参照距离。
从照相机、投影仪和放大镜的成像特点看，凸透镜的成像可能与物体到透镜的距离有关。
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（一）设计实验
1.实验方案：我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况．观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况．
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一、实验、探究凸透镜成像规律
2.测量的量：（1）物距：物体到透镜的距离简称为物距，用符号u表示。(如上图所示)
（2）像距：指像到透镜的距离，用符号v表示。
3.实验器材： 光具座、光屏、凸透镜、蜡烛、火柴。
在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。将蜡烛点燃作为物体，研究烛焰所成的像。
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（二）进行实验与收集证据
1、实验步骤：
（1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。（目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央）。
（凸透镜的焦距：f=10cm）
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（2）将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒。同时测出此时的物距u和像距v。
（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小测出物距u和像距v，并将数据记录在表格中；
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ,并将数据记录在表格中；
（5）用不透明的纸板将凸透镜的上半部分遮住，观察光屏上所成的像是否 “完整” ，像的亮度有什么变化？
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一、实验、探究凸透镜成像规律
（7）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内，移动光屏，光屏上不成像，眼睛过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小.测出物距u，并将数据记录在表格中。
（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处) ,移动光屏，光屏上不成像;眼睛过透镜看不到虚像；
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一、实验、探究凸透镜成像规律
2.数据记录：
实验次数 物距u/cm 物距与焦距的关系 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒 1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15
2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20
3 18 2f >u >f 实像 放大 倒立 23
4 10 u =f 不成像
5 7 u 像与物距的关系
凸透镜的焦距： f=10 cm
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（三）分析与论证
分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律
1．像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
当物体放在一倍焦距外时，凸透镜成实像，当物体放在一倍焦距内时，凸透镜成虚像；即一倍焦距分虚实。
2．像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
当物体在二倍焦距外时，凸透镜成的像是缩小的实像。当物体在二倍焦距内一倍焦距外体时，凸透镜成的像是放大的实像。凸透镜没有缩小的虚像。二倍焦距分大小。
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一、实验、探究凸透镜成像规律
3．像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
凸透镜所成的实像必异侧倒立，虚像必同侧正立。
4．像的放大与缩小的条件：凸透镜成放大实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小实像时，物距跟像距相比，哪个比较大？凸透镜所成的像有没有正立的实像？有没有倒立的虚像？
凸透镜成放大实像时，物距小于像距；成缩小实像时，物距大于像距。凸透镜所成的像没有正立的实像，没有倒立的虚像。
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，二倍焦距物像等。
实像总是异侧倒。物近像远像变大，物远像近像变小。
虚像总是同侧正。物远像远像变大，物近像近像变小。
像的大小像距定，像儿跟着物体跑，物距像距和在变。
口诀记忆
探究新知
一、实验、探究凸透镜成像规律
（四）实验拓展
1.在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？
可能原因有：
①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上。
②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；
③蜡烛的位置在透镜的焦点上；
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一、实验、探究凸透镜成像规律
2.用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是 否完整？但像的亮度有什么变化？
光屏上的像还是完整的。但亮度会变暗些。
3.用卡片把烛焰遮住一部分，光屏上还能得到完整像吗？
烛焰的像是不再是完整的。
像将会向上移动。
调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.
探究新知
二、应用
1．照相机是根据什么原理工作的？
　　照相机是根据物体距凸透镜大于2倍焦距的原理制成的。
探究新知
二、应用
2．幻灯机是根据什么原理工作的？
幻灯机是根据物体距凸透镜大于焦距小于2倍焦距的原理制成的。
探究新知
课堂小结
本堂重点：理解凸透镜的成像规律.
本堂难点：知道凸透镜成放大、缩小、实像和虚像的条件.
物距u 像的特征 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用
u>2f 倒立 缩小 实 异侧 2f>v>f u>2f 照相机
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 测焦距
f2f 能 投影仪
u＝f 不成像 获得平行光
uu 不能 放大镜
1.（2020 黄石市）实验：某实验小组做“探究凸透镜成像规律”的实验。
(1)为使凸透镜所成的像便于观察，该实验的环境光线应该较___（选填“暗”“亮”）为好；
(2)调节好蜡烛、凸透镜、光屏位置，如图所示，在光屏上看到烛焰清晰的像，______（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）与此时成像原理相同；
(3)把蜡烛稍稍竖直上移,光屏上烛焰像会竖直______（选填“上”“下”）移;
暗
下
照相机
课堂练习
2.（2020 河北省）在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像。下列说法正确的是（　　）
A．凸透镜的焦距是20cm
B．将蜡烛和光屏都向右移动，光屏上成清晰的像，该规律应用在照相机上
C．在贴近凸透镜的左侧放置一眼镜片，只向左移动光屏，可在光屏上成清晰缩小的像，该镜片对光起发散作用
D．用f＝15cm的凸透镜替换图中透镜，只向右移动光屏，可在光屏上成清晰的像
D
课堂练习
3.在做观察“凸透镜成像”的实验时，把物体放在距离凸透镜45cm处，在光屏上得到一个倒立、放大的像，则该凸透镜的焦距可能是
A.20cm B.30cm C.60cm D.80㎝
答案：B
课堂练习
4. 一凸透镜的焦距为f ,当物体从离凸透镜1.5f 处移到3f 处的过程中,像的大小和像距变化情况是
A.像变小,像距变小 B.像变小,像距变大
C.像变大,像距变小 D.像变小,像距变大
答案：A
5.一凸透镜的焦距为f ,当物体从离凸透镜8 f 处向2 f 处移动的过程中，其所成的像始终是 、 像，但像距将逐渐变 、像的大小将逐渐变 。
答案：倒立、实、大、大
课堂练习
（1）小明将蜡烛移至光具座上10cm刻线处，移动光屏，直到烛焰在光屏上成清晰的像，则该像是（填“放大”“等大”
或“缩小”）的实像。
6.小明同学探究“凸透镜成像规律”的实验装置如下图所示，其中焦距为15cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻线处，光屏和蜡烛分别位于凸透镜两侧。
课堂练习
（4）在步骤（1）（2）中，小明将蜡烛从光具座上10cm向30cm处移动时，若要让烛焰在光屏上能再次成清晰的像，光屏应____ （填“远离”或“靠近”）透镜，此时所成像的大小将___ _ （填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）小明将蜡烛移至光具座上30cm刻线处，移动光屏，直到烛焰
在光屏上成清晰的像，则该像是___ _ （填“倒立”或
“正立”）的实像。
（3）小明再将蜡烛移至光具座上40cm处，他从透镜的右侧通过
透镜可以看到烛焰____ （填“倒立”或“正立”）的像。
答案（1）缩小 （2）倒立 （3）正立 （4）远离、变大
课堂练习
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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