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5.3 凸透镜成像的规律
引入新课
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。
物体离放大镜很近，成放大、正立的虚像。
倒立、缩小的实像
倒立、放大的实像
一、探究凸透镜成像规律
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。
点燃的蜡烛
凸透镜
光屏
光具座
一、探究凸透镜成像规律
基本概念
1.物距：物体到透镜光心的距离，用字母u表示。
2.像距：像到透镜光心的距离，用字母v表示。
物距u
像距v
物体AB
B
A
像A’ B’
B’
A’
F焦点
F焦点
光心
一、探究凸透镜成像规律
3. 焦距：焦点到光心的距离，用f表示，2f表示两倍的焦距
f
2f
F
F
F
F
u
v
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。
一、探究凸透镜成像规律
实验步骤
a．将凸透镜固定在光具座的中央，蜡烛和光屏在凸透镜的两侧，使烛焰、透镜、光屏的中心在同一高度。
b．将蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置，用打火机点燃蜡烛。
c．移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像为止。
使它们的中心处于同一高度，这样像才能成在光屏中心。
进行实验
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
如何测定凸透镜的焦距
测得凸透镜的焦距f= cm
10
把点燃的蜡烛和光屏分别放在光具坐的两端，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)
如何保证蜡烛的像始终能完整的成在光屏上？
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。
实验中的注意事项：
1、光具座的长度有限，做实验时最好选用焦距为10cm左右的凸透镜，焦距过大（光具座总长不够4倍焦距长），有些实验无法完成。
2、凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距。
3、调整烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度，目的是让烛焰的像成在光屏的中央。
4、调整光屏时不可再调整凸透镜的位置，否则会使物距改变。
5、判断烛焰的像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置。
6、同一个物距范围内要取两个以上的物距进行实验，这样做是为了排除偶然因素，寻找普遍规律。
　　
凸透镜焦距f＝＿＿＿＿cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距/cm
虚实 大小 正倒
【探究实验记录表】
物距与焦距的关系 物距u(cm) 像的性质 像距v(cm) 像的变化
虚实 大小 倒正
u>2f 35 实 缩小 倒 14
25 实 缩小 倒 15
f12 实 放大 倒 31
U5 虚 放大 正 /
二、凸透镜成像光路图
大于2倍焦距
倒立、缩小、实像
①当u＞2 f 时
f＜v＜2f
等于2倍焦距
倒立、等大、实像
②当u=2 f 时
v=2f
小于2倍焦距
大于1倍焦距
倒立、放大、实像
③当fv＞2f
等于1倍焦距
不成像
④当u= f 时
小于1倍焦距
正立、放大、虚像
⑤当u＜f 时
分析归纳：
1.u=f是凸透镜成实像和虚像的分界点。
2.u=2f是凸透镜成像大小的分界点。
3.凸透镜成实像都是倒立的，虚像都是正立的。
4.物体离凸透镜的焦点越近，像离焦点越远，且像越大。
　　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？
u＞f 时成实像，是倒立的；
u＜f 时成虚像，是正立的。
课堂总结
1.一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
2.凸透镜所成的实像都是倒立的，虚像都是正立的。
3.焦点是成实像和虚像的分界点。当u＞f 时成实像；当u4.二倍焦距处是成放大像和缩小像的分界点。当u＞2f 时，成缩小的实像；当u=2f 时，成等大的实像；当f＜u＜2f 时，成放大的实像。
5.凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。
6、凸透镜成实像时，随着物距的变小，像和像距都变大；成虚像时，随着物距的变小，像和像距都变小。
凸透镜成像规律
三、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。
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。
三、应用
1、用放大镜观察小蚂蚁的形体时，蚂蚁到放大镜的距离应______放大镜的焦距(选填“大于”、“小于”或“等于”)，透过放大镜看到的蚂蚁是正立、放大的___像。
2、物体到凸透镜的距离为8cm，焦距为5cm，则物体通过凸透镜所成的像为 、 的 像。
3、把凸透镜正对着太阳，在离凸透镜10cm的纸上得到一个很小的亮点，那么当一物体位于此凸透镜前2.5m 处，则从另一侧光屏能得到 、 的 像。
小于
虚
倒立
放大
实
倒立
缩小
实
课堂练习
4、在研究凸透镜成像的实验中：
（1）用一束平行光正对凸透镜射入，经透镜后会 聚于A点，测得A点距透镜10厘米，则透镜的焦距是 厘米。
（2）若烛焰放在距上述透镜8厘米处，经透镜可得 到一个 像（填像的性质：倒正、大小、虚实）
（3）若烛焰放在透镜前12厘米处，可得到一个 像。
（4）若烛焰放在此透镜前25厘米处，经透镜可得到一
个 像。
正立 、放大、虚
倒立、放大、实
倒立、缩小、实
10
5、如图2所示，是“研究凸透镜成像”实验的原理图，若在光屏上(光屏未画出)能得到清晰放大的烛焰实像，则蜡烛可能置于透镜左边a、b、c、d四点中的_______点上，此成像特点可应用在________机上。
c
幻灯
6、无人售票车上都安装了“车载电视监控器”，该装置中的摄像头的工作原理相当于 透镜成实像。
凸
7、在做观察“凸透镜成像”的实验时，物体放在距离凸透镜60cm处，在光屏上得到一个倒立、缩小的实像，则该凸透镜的焦距可能是 （ ）
A 、20cm B、30cm C 、60cm D、80㎝
8、某同学用焦距为10㎝的凸透镜去观察书上的文字，所成的像如图1所示，则文字到凸透镜的距离为（ ）
A、25㎝ B、15㎜ C、6㎝ D、12㎝
A
C
9、老奶奶用放大镜看报时，为了看到更大的清晰的 像，她常常这样做（　 ）
A．报与放大镜不动，眼睛离报远些
B．报与眼睛不动，放大镜离报远一些
C．报与放大镜不动，眼睛离报近一些
D．报与眼睛不动，放大镜离报近一些
B
10、 在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处，在凸透镜另一侧的光屏上观察到了蜡烛清晰的像，这个像一定是（ ）
A 倒立放大的实像
B 倒立缩小的实像
C 正立放大的实像
D 正立放大的虚像
A

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