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二、学生实验：探究——凸透镜成像
第六章 常见的光学仪器
二、学生实验：探究——凸透镜成像
F
F
F
F
1.通过光心的光线:传播方向不改变。
2.平行于主光轴的光线:经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线通过虚焦点。
3.经过凸透镜焦点的光线:折射后平行于主光轴射出。
对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线:折射后平行于主光轴射出 。
透镜的三条特殊光线：
温故知新
知道凸透镜所成像的正倒、大小、虚实与物距的关系。（重难点）
02
理解凸透镜成像的规律。（重点）
01
一、提出问题：
通过放大镜看书，文字变大了；看远处的景物，却倒立缩小了。凸透镜成像的规律是什么
二、猜想：
放大？缩小？正倒？虚实？
探究凸透镜成像的规律
像距v：像到 的距离。
三、设计实验
物距u：物体到 的距离；
实验装置：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
物距u
像距v
点燃的蜡烛
光屏
凸透镜
光具座
凸透镜中心
凸透镜中心
同一高度
使成像在光屏的中央。
调节烛焰、凸透镜中心、光屏中心，使三者在同一高度上,目的是使成像在光屏的中央。
(1)粗测出凸透镜的焦距
(2)将蜡烛、凸透镜、光屏按照从左至右的顺序安装在光具座上；
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？
烛焰、凸透镜中心、光屏中心
f=10.0cm
四、进行实验
(3)调整物体(点燃的蜡烛)到凸透镜的距离，由远及近，并调整光屏位置，直到呈现一个清晰地蜡烛的像，然后观察像的性质（大小、正倒和虚实），并测量对应的物距和像距。
F
F
2f
f
物体
2F
凸透镜
光屏
注意事项
1.多次实验,观察物体的成像；
2.注意把凸透镜中心、烛焰和光屏中心调成同一高度；
3.光屏上接收到的像叫实像，一定要是清晰明亮的烛焰像；
4.及时根据像的性质记录物距和像距；
5.固定透镜，把蜡烛从远处向透镜靠近，移动光屏接收像。
设计表格
凸透镜的焦距f= 10 cm
物距 像的特点 像的位置 正倒 大小 虚实 同侧或异侧 像距
u>2f
u=2f
fu=f uu＞2 f ，f成倒立、缩小、实像
成像光路：当u＞2 f 时
F
F
成像光路：当u=2 f 时
F
F
u=2 f ，v=2f
成倒立、等大、实像
成像光路：当fF
F
f成倒立、缩小、实像
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
成像规律图
O
F
2F
F
2F
物距 像的特点 像的位置 正倒 大小 虚实 同侧或异侧 像距
u>2f
u=2f
fu=f u收集数据
倒立
缩小
实像
异侧
f倒立
等大
实像
异侧
v=2f
倒立
放大
实像
异侧
v＞2f
不成像
正立
放大
虚像
同侧
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？
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
五、分析和结论
3.什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
4.当凸透镜成实像时，随着物距的减少，像距是怎样变化的？
物近像远像变大；物远像近像变小
即物像同方向移动
像跟着物体在移动
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。
规律精炼
1.当成实像时，如用手挡住透镜的下半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？是否完整？亮暗如何变化？
F
F
f
能成完整的像，但像变暗了
问题讨论
2.无论怎样移动光屏都找不到像？
a.烛焰中心、凸透镜中心、光屏中心不在同一高度。
b.物距小于或等于一倍焦距（u ≤ f）。
c.焦距太长或光具座不够长。
3.实验过程中蜡烛越来越短，使像仍成在光屏中央，应如何？
a.蜡烛向 ； b.凸透镜向 ； c.光屏向 。
上
下
上
物距 像的特点 像的位置 正倒 大小 虚实 同侧或异侧 像距
u>2f
u=2f
fu=f u1.一倍焦距分虚实，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
倒立
缩小
实像
异侧
f倒立
等大
实像
异侧
v=2f
倒立
放大
实像
异侧
v＞2f
不成像
正立
放大
虚像
同侧
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
随堂训练
2.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
3.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
4.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

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