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第五章 透镜及其应用
第3节 凸透镜成像的规律
以上都是生活中常见的透镜，他们成的像有什么不同呢？
生活中的透镜
来自物体的光经过照相机镜头后，在胶片上会聚成被摄物体的像。胶卷上涂着一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上。数码相机用电子感光器件和存储器件替代胶片作为成像的光屏并记录像的信息。
物距（u）
像距（v）
物距（u）：物体到透镜光心的距离。
像距（v）：像到透镜光心的距离。
照相机成像原理
实像：是实际光线会聚而形成的，能呈现在光屏上。　
A
B
A’
B’
A
B
A‘
B‘
小孔成像
照相机的像
投影仪的像
实像和虚像
虚像：是反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成的，不能呈现在光屏上。
平面镜成像
放大镜的像
“眼睛受骗”
实像和虚像
·
·
·
F
F
O
·
·
·
F
F
O
·
·
·
F
F
O
·
·
·
F
F
O
透镜的光心、焦点、焦距及三条特殊光线
（一）提出问题：
（二）猜想与假设：
（三）设计实验：
（四）进行实验：
（五）分析和结论
凸透镜成像的规律是怎样的？
凸透镜成像的规律
（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
凸透镜成像的规律
点燃的蜡烛
凸透镜
光屏
光具座
物距u
像距
V
物
镜
像
标尺
（三）设计实验
凸透镜成像的规律
凸透镜成像的规律
调节蜡烛、透镜、光屏的 中心，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？
同一高度
同一直线？
最清晰的
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的范围内，观察烛焰通过凸透镜在光屏上成像的变化
（四）进行实验
凸透镜成像的规律
大于2倍焦距
倒立、缩小、实像
①当u＞2 f 时
凸透镜成像光路图
等于2倍焦距
倒立、等大、实像
②当u=2 f 时
凸透镜成像光路图
小于2倍焦距
大于1倍焦距
倒立、放大、实像
③当f凸透镜成像光路图
等于1倍焦距
不成像
④当u= f 时
凸透镜成像光路图
小于1倍焦距
正立、放大、虚像
⑤当u＜f 时
凸透镜成像光路图
物距u 像距v 像的情况 应用
u>2f fu=2f v=2f
f2f
u=f 不成像 获得平行光
u倒 立
缩 小
实 像
倒 立
等 大
实 像
正 立
放 大
虚 像
照相机
幻灯机、投影仪
放大镜
倒 立
放 大
实 像
凸透镜成像基本规律总结
测焦距
1.在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？
2.在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？
（五）分析与结论
焦点是实像和虚像的分界点
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点
凸透镜成像基本规律总结
1、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？
什么情况下像和物体在凸透镜同侧？
成实像时物像异侧
成虚像时物像同侧
凸透镜成像实验思考
凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的
2、当凸透镜成实像（f物距变大 像距减小，像变小
凸透镜成像实验思考
3、当凸透镜成虚像（u物距变大 像距变大，像变大
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。
像的大小像距定；像儿跟着物体跑。
凸透镜成像基本规律总结
根据凸透镜特性，让平行光（如太阳光）沿主轴方向入射到凸透镜上，在另一侧与透镜平行放置一光屏，调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。
测定凸透镜的焦距
f=10.0cm
移动透镜，直到屏上出现最小、清晰的烛焰的像。此时焦距近似等于像距(透镜到光屏的距离)
测定凸透镜的焦距
透镜位置不变，分别向两侧同时移动蜡烛与光屏，直到屏上出现等大、清晰的烛焰的像。此时物距=像距=2*焦距(二倍焦距成等大实像)
测定凸透镜的焦距
当成实像时，如用手挡住透镜的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？
F
F
f
能成完整的像，像变暗了。
凸透镜成像规律
几点补充说明：
1.光屏上的像，一定是实像，人眼看到的则未必；虚像虽然在同侧，但人眼只能在异侧看到
2.实像是放大还是缩小，可以通过直接比较物距和像距的大小来判断
3.无论实像虚像，像都跟着物体移动方向走，且，像大小的变化都可以根据像距的变化得到
固定凸透镜：物像移动方向相同
固定物体：凸透镜与像的移动方向也相同
固定像（光屏）：凸透镜与物的移动方向也相同
4.凸透镜、物体、光屏这三者，固定一个，另两个的移动方向相同
凸透镜成像规律
(像)
镜头(凸透镜)。照相机能成倒立的、缩小的实像。
镜头(凸透镜)
投影片（物）
像
屏幕
投影片上的图案通过凸透镜形成一个放大的、倒立的实像.
放大镜就是凸透镜,能成放大的、正立的虚像。
投影仪
生活中的透镜
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
练一练
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 >10(cm)>f
由于2f >10(cm) 得： f >5(cm)，
综合10(cm)>f 得：10cm >f >5cm
练一练
在探究凸透镜成像实验中，当物距为20厘米时，得到一个倒立缩小的实像，此时像距为13厘米，则凸透镜的焦距是（ ）
A、f >20cm B、13cmC、10cmD
练一练
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
练一练

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