资源简介

4.5 科学探究：凸透镜成像
教学目标
1.理解凸透镜的成像规律。
2.知道凸透镜所成像的倒正、大小、虚实、与发光体位置的关系。
教学重难点
了解实像与虚像的区别。
教学过程
一、导入新课
透镜在日常生活中的应用
摄像机 数码摄像机 显微镜 双筒望远镜 眼镜片上的透镜
天文望远镜 投影机上的透镜
透镜的种类
凸透镜：中央厚,边缘薄（ＡＢＤ）
凹透镜：中央薄,边缘厚（ＣＥＦ）
平行光通过凸透镜后将会聚于一点，因此凸透镜又叫会聚透镜。
二、新课讲解
探究凸透镜成像规律
实验器材：
知识准备
物距：物体到透镜中心的距离。
像距：光屏到透镜中心的距离。
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏中央？
调节蜡烛、透镜、光屏的高度，使它们的中心在同一高度上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。
交流合作
实验思考
1、当凸透镜成实像时，随着物距的减 少，像距是怎样变化的？像怎样变化？
2、什么情况下像和物体在凸透镜同侧？
什么情况下像和物体在凸透镜异侧？
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：
1.可能与物体到透镜的距离有关.
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。
2.可能与焦距有关。
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。
（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．
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。
（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）
（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；
（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？
凸透镜成像动态变化规律总结
1.实像总是倒立的，且像物异侧；虚像是正立的，且像物同侧。
2.物距变小，像距变大，像也变大．物距变大，像距变小，像也变小．
3.无论是实像还是虚像，物体越靠近焦点，像越大。
当透镜被遮拦一半和大半部分是图像会怎么样？
图像形状没有改变，但光的强度随遮拦的部分增多而变暗
思考：如果投影仪的镜头上面落了一只昆虫，则在屏幕上面会不会出现一只昆虫的像？
不会
此实验中无论怎样移动光屏都得不到像的原因是：
物体到凸透镜的距离U小于或等于焦距f(U≤f)。
得到残缺的像的原因是：
烛焰、凸透镜、光屏三者中心不在同一高度。
此实验要改变物距,重做几次的目的是:寻找普遍规律
三、课堂小结
透镜
1.种类
凸透镜：中间厚，边缘薄的透镜
凹透镜：中间薄，边缘厚的透镜
2.作用：
凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用。
3.凸透镜的焦点：
平行于主光轴的光线经凸透镜后将会聚于一个点，这个点就是焦点
4.焦距：
焦点到光心的距离是焦距
5.焦距的测量方法：
太阳光聚焦法

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