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第三节
凸透镜成像的规律
第五章 透镜及其应用
以上都是生活中常见的透镜，他们成的像为什么会不同呢？
照相机成 、
、 像
投影仪成 、
、 像
放大镜成 、
、 像
倒立
缩小
实
倒立
放大
实
正立
放大
虚
温故知新
物体离照相机镜头比较___
投影片离镜头比较____
物体离放大镜很____
远
近
近
学习目标
知道照相机、投影仪、放大镜成像时的特点和物距与像距的关系。
02
能通过实验探究出凸透镜成像的规律。
01
能根据像的性质或焦距来判断像的位置。
03
能根据物体的位置判断像的性质或位置。
04
一、提出问题：
像的实虚、大小、正倒跟物体到凸透镜的距离有什么关系？
二、猜想：
可能与物体到透镜的距离有关
探究凸透镜成像的规律
三、设计实验
如何组装实验装置？凸透镜、蜡烛、光屏如何放置？
注意：调整蜡烛、光屏的高度，使烛焰、凸透镜、 光屏的中心大致在同一高度。
实验装置：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。
模糊光斑
不是像
最亮最清楚
才是像
明确什么是“像”
后续测量才能有效
明确像
物距(u)： _______到____________的距离；
像距(v)： _______到____________的距离；
u =____________________
v =____________________
50.0-25.0=25.0（cm）
72.0-50.0=22.0（cm）
物体
凸透镜中心
像
凸透镜中心
物距（u）
像距（v）
测量对象
注意估读
测定凸透镜焦距f=____cm
10.0
分别使物距u在
1.大于二倍焦距（u>2f）
2.大于一倍焦距小于二倍焦距（f3.小于一倍焦距（u观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化
四、进行实验
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。 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。我们可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距、二倍焦距……时，物体成像的情况。
由远到近，改变物距
凸透镜焦距 f= cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像距v/cm 像的特点 像的 位置 像距与焦距的关系
大小 正倒 虚实
u>2f
u=2f
fu=f
u表格设计
实验步骤
1.把蜡烛放在凸透镜二倍焦距之外的地方，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，记录。此时的物距u和像距v。
倒立，缩小，实像
2.把蜡烛移向凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，重复上面的操作，并记录。
倒立，等大，实像
实验步骤
3.把蜡烛再靠近凸透镜一些，让蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距与二倍焦距之间，重复上面的操作，并记录。
倒立，放大，实像
实验步骤
4.将蜡烛继续靠近凸透镜，让蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处)，移动光屏，观察是否能成像。
不成像
实验步骤
5.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，观察光屏上是否能成像。从光屏这一侧透过凸透镜用眼睛直接观察像的特点，并记录。
正立，放大，虚像
实验步骤
进行实验
凸透镜焦距 f= 10.0 cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像距v/cm 像的特点 像的 位置 像距与焦距的关系
大小 正倒 虚实
u>2f 30.00 16.50 缩小 倒立 实像 异侧 fu=2f 20.00 20.50 等大 倒立 实像 异侧 u=2f
f2f
u=f 10.00 不成像 u=f
u五、数据收集
1.在实验中，凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
物距大于一倍焦距（ u＞f ）成实像，物距小于一倍焦距（u五、分析和结论
2.在实验中，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？
u>2f成缩小的实像，f五、分析和结论
3.在实验中，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？
u>2f成缩小的实像，f五、分析和结论
u＞2 f ，f成倒立、缩小、实像
成像光路：当u＞2 f 时
F
F
应用：
照相机
成像光路：当u=2 f 时
F
F
u=2f ，v=2f
成倒立、等大、实像
应用：
测焦距
成像光路：当fF
F
f成倒立、缩小、实像
应用：
幻灯机
投影仪
u=f
不成像
成像光路：当u=f 时
F
F
平行
u＜f
成正立、放大、虚像
成像光路：当u＜f 时
F
F
应用：
放大镜
凸透镜成像规律
物距与焦距的关系 像的特点 像的 位置 像距与焦距的关系 应用
大小 正倒 虚实
u>2f 缩小 倒立 实像 异侧 fu=2f 等大 倒立 实像 异侧 u=2f 测焦距
f2f 投影仪
u=f 不成像 u=f 平行光源
u探究凸透镜成像规律实验动画
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小。
实像总是异侧倒；物近像远像变大。
虚像总是同侧正；物近像近像变小。
规律精炼
思考：如果把透镜用不透明物体遮挡一部分，观察烛焰通过凸透镜在光屏所成的像，是完整的吗？像有何变化？
仍成完整的像，像变暗了。
F
F
f
思考：燃烧过程中蜡烛变短了（可手动将蜡烛向下移动），观察光屏上的像将向哪里移动？如果想让像重新呈现在光屏中央，应如何调节光屏？如何调节蜡烛？如何调节凸透镜？
物体上下移动
思考：燃烧过程中蜡烛变短了（可手动将蜡烛向下移动），观察光屏上的像将向哪里移动？如果想让像重新呈现在光屏中央，应如何调节光屏？如何调节蜡烛？如何调节凸透镜？
可将光屏或蜡烛向上调节，或将凸透镜向下调节
例1、小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分别置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图所的a、b、c、d四点，分别调整光屏的位置。当把蜡烛位于______点时，屏上出现放大的像；当蜡烛位于_______点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像。
a
b
c
d
F
2f
b或c
d
典例分析
例2．在探究凸透镜成像规律实验中，当烛焰位于距离凸透镜一倍焦距以内时，人眼观察到烛焰成像的情形是图中的（　　）
D
典例分析
例3．小红用同一凸透镜先后两次观察同一书本上的字，看到如图所示的两种情景。以下说法中错误的是（　　）
A．甲、乙两图成像原理都是光的折射
B．甲图中成的是虚像，乙图中成的是实像
C．甲图中的成像规律可应用于放大镜，乙图中的成像规律可应用于照相机
D．甲图中书本到凸透镜的距离比乙图中书本到凸透镜的距离小
C
典例分析
例4．小周同学在探究凸透镜成像规律实验时，在光屏上得到清晰的与烛焰等大的像，保持凸透镜位置不变，为了得到清晰缩小的像，他应该（ ）
A.让蜡烛远离透镜，同时让光屏也远离透镜
B.让蜡烛远离透镜，同时让光屏靠近透镜
C.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏也靠近透镜
D.让蜡烛靠近透镜，同时让光屏远离透镜
B
典例分析
例5．用光具座和焦距为10cm的凸透镜做成像实验，当把点燃的蜡烛放在离凸透镜20cm处，则在透镜另一侧的光屏上得到的像是（　　）
A．放大、倒立的实像
B．放大、正立的虚像
C．等大、倒立的实像
D．缩小、倒立的虚像
C
典例分析
例6.在探究凸透镜成像的实验中，凸透镜焦距为10 cm
（1）若烛焰放在距凸透镜24cm处，经透镜可得到一个 像。
（2）若烛焰放在此透镜前12cm处，经透镜可得到一个 像。
（3）若烛焰放在此透镜前8cm处，经透镜可得到一个 像。
倒立缩小的实
倒立放大的实
正立放大的虚
典例分析
例7.将物体放在凸透镜前16厘米处，在光屏上得到倒立缩小的像，则凸透镜的焦距可能是（ ）
A.10cm B.7cm C.8cm D.16cm
B
典例分析
解：因为是光屏上的像是倒立缩小所以必须满足：u > 2f，即：
16cm>2f，得： f ＜8cm.
例8.把物体放在凸透镜前10cm时，可以在凸透镜另一侧的光屏上得到放大的像。据此可以推断这个凸透镜的焦距范围为多少？
解：因为是光屏上的像,故像是实像，又是放
大的，所以必须满足：2f > u > f, 即：
2f >10cm>f
由于2f >10cm 得： f >5cm，
综合10cm>f 得：10cm >f >5cm
典例分析

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