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(共27张PPT)
第3节　凸透镜成像的规律
1.复述凸透镜成像的规律。
2.经历实验探究，从观察到的凸透镜成像现象和收集的实验数据，归纳出凸透镜成像的规律。
3.体验科学探究的过程和基本方法，培养交流合作、评价探究结果的初步能力。
◎重点:通过实验探究，归纳出凸透镜成像的规律。
生活中的物理
把一个装水的玻璃杯放在漫画前，惊奇地发现透过水杯看到漫画中的老鼠变“胖”了，还掉头奔向猫。
【问题】为什么会发生这种变化？要回答这个问题，我们需要掌握以下知识。
重点梳理
几个基本概念
1.物距:物体到　透镜　的距离称为物距，用字母　u　表示。
2.像距:像到　透镜　的距离称为像距，用字母　v　表示。
3.实像:　能　在光屏上呈现的像，它是由　实际　光线会聚而成的。
透镜　
u　
透镜　
v　
能　
实际　
4.虚像:　不能　在光屏上呈现的像，但　能　用眼睛直接看到，它是由光线的　反向延长线　的交点组成的。
不能　
能　
反向延长线　
·概念辨析·
实像和虚像的区别
1.成像原理不同:实像是实际光线的交点，所成实像都是倒立的。光经反向延长后相交所成的像叫作虚像。
2.承接方式不同:虚像能用眼睛直接观看，或用照相机拍到，但不能显示在光屏上；实像既可以显示在光屏上、视网膜上，也能使照相底片感光。
1.在图中，人眼所观察到的烛焰的像是(　D　)
A.实像，能用光屏承接
B.实像，不能用光屏承接
C.虚像，能用光屏承接
D.虚像，不能用光屏承接
D
探究凸透镜成像的规律
1.实验器材:　凸透镜　、蜡烛、光具座、光屏、火柴等。
2.器材组装:在光具座上从左到右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏，点燃　蜡烛　，调节蜡烛、凸透镜和光屏的　中心　等高共线。
凸透镜　
蜡烛　
中心　
3.凸透镜成像的规律:当物距　大于二倍　焦距时，成倒立、缩小的　实　像；当物距　等于二倍　焦距时，成倒立、等大的　实　像；当物距　大于一倍且小于二倍　焦距时，成倒立、放大的　实　像；当物距　小于一倍　焦距时，成正立、放大的　虚　像。
大于二倍　
实　
等于二倍　
实　
大于一倍且小于二倍　
实　
小于一倍　
虚　
2.凸透镜的焦距是15 cm，当将一个物体放在距这个透镜50 cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到(　B　)
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、缩小的实像
B
凸透镜成像规律的应用
生活中用到凸透镜的设备很多，如　警眼、照相机、摄像机、电影放映机、投影仪、幻灯机、放大镜、望远镜、显微镜　等。
警眼、照相机、摄像机、
电影放映机、投影仪、幻灯机、放大镜、望远镜、显微镜　
3.如图所示，这是电影放映机及其成像原理图。为让观众在银幕上看到清晰的影像，应将胶片放在距离透镜　②　的位置(选填序号:①一倍焦距以内；②一倍焦距到二倍焦距之间；③二倍焦距以外)；银幕用表面粗糙的白色材料制成，其目的是使所有色光都能在其表面发生　漫反射　(选填“镜面反射”或“漫反射”)，让不同位置的观众都能看清银幕上的影像，同时尽可能地还原影像的真实色彩。
②　
漫反射　
探究凸透镜成像的规律
【提出问题】生活中有许多光学器材都利用凸透镜来成像，例如放大镜可以成正立、放大的像，那么，　凸透镜所成的像有什么规律呢　？
凸透镜所成的像有
什么规律呢　
教学中应激发学生探究凸透镜成像规律的兴趣，引导学生从日常生活、自然现象或实验现象中发现与物理学科有关的问题，通过一些意外的发现，明确凸透镜成像的情况与物距、像距有关，进而进行科学探究。
【猜想与假设】　凸透镜的成像规律可能与凸透镜本身的光学性质(如焦点、焦距)有关，与物体到透镜的距离有关　。
凸透镜的成像规律可能与凸透镜本身的光学
性质(如焦点、焦距)有关，与物体到透镜的距离有关　
·导学建议·
【设计实验与制订计划】
为了缩短实验的时间，同时为了得出的结论具有普遍性，可以将学生分成几个小组，各组使用焦距不同的凸透镜探究凸透镜成像的规律，然后再相互交流各自的探究结果。
【进行实验与收集证据】
1.利用太阳光聚焦法测定几个凸透镜的焦距，选择焦距为12 cm的凸透镜进行实验。
2.如图所示，将蜡烛、凸透镜、光屏依次排列在一条直线上，一侧放置刻度尺，调整蜡烛、凸透镜和光屏的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在同一高度上。
3.点燃蜡烛，使烛焰从距离凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜，每次都调整光屏到凸透镜之间的距离，使烛焰在光屏上形成清晰的像。注意观察像的大小、正倒是如何随物距变化的。
(1)当烛焰在光屏上成清晰、倒立、缩小的像时，测量并记录这时的物距和像距。
(2)当烛焰在光屏上成清晰、倒立、等大的像时，测量并记录这时的物距和像距。
(3)当烛焰在光屏上成清晰、倒立、放大的像时，测量并记录这时的物距和像距。
(4)当无论怎样调节光屏都不能得到像时，在透镜的另一侧，通过凸透镜能直接观察到烛焰的像，测量记录这时的物距。
实验数据记录如下表。凸透镜的焦距f＝12 cm。
实验 次数 物距 u/cm 像距 v/cm 成像的特点 像与物在透镜的同侧还是异侧
正、倒 缩、放 虚、实 1 60
2 48 3 24
4 18
5 16 6 10
7 8 8 12 【实验结论】
物距u与 焦距f的 关系 成像的特点 像距v与焦距f的关系
正、倒 缩、放 虚、实 u＞2f 　倒立　 　缩小　 　实像　 f＜v＜2f
(v＜u)
u＝2f 　倒立　 　等大　 　实像　 v＝2f
(v＝u)
倒立
缩小
实像
倒立
等大
实像
物距u与 焦距f的 关系 成像的特点 像距v与焦距f的关系
正、倒 缩、放 虚、实 f＜u＜2f 　倒立　 　放大　 　实像　 v＞2f
(v＞u)
u＜f 　正立　 　放大　 　虚像　 物像同侧
(v＞u)
u＝f 不成像 倒立
放大
实像
正立
放大
虚像
　　【交流与评估】
(1)实验中，我们为什么选择焦距为10 cm左右的凸透镜做实验？
答　因为焦距过大，将难以调节物距、像距。
(2)实验中，凸透镜放在光具座的中间位置有什么好处？
答　将凸透镜放在光具座的中间位置，有利于调节物距和像距；调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，让烛焰的像成在光屏的中央。
答　将凸透镜放在光具座的中间位置，有利于调节物距和像距；
调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一高度，让烛焰的像
成在光屏的中央。
(3)为何实验中有时无论怎样移动光屏，光屏上总得不到像？
答　实验中看不到像的原因可能是以下几种情况:(1)若烛焰、
凸透镜和光屏三者的中心不在同一高度，光屏上可能看不到烛
焰的像，或者烛焰的像会偏向光屏的上方或下方；(2)若烛焰位
于凸透镜的一倍焦距以内，所成的像是虚像，与烛焰在凸透镜
的同一侧，光屏是接收不到的；(3)若烛焰在凸透镜的一倍焦距
以外，但非常靠近焦点时，所成的像很大，且像距也很大，而
光具座的长度有限，光屏不能移到所成像的位置。
(4)在探究过程中，当挡住凸透镜的一部分时，所成的像有何变化？
答　当挡住凸透镜的一部分时，成像的特点不变，通过凸透镜的光线变少，所以变化的是像的亮度，亮度变暗了。
答　当挡住凸透镜的一部分时，成像的特点不变，通过凸透镜
的光线变少，所以变化的是像的亮度，亮度变暗了。
(5)实验中若用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上代替烛焰进行实验，你认为有什么好处？
答　与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像比较稳定。
(6)在探究凸透镜成像规律的实验中，往往看到的烛焰的像不在光屏的中央，要么在光屏的上方，要么在光屏的下方，应该怎么办呢？
答　与烛焰相比，实验使用的光源不会晃动，光屏上所成的像
比较稳定。
答　凸透镜成的实像是倒立的，即烛焰向上，它的像向下。物与像的位置相反，即物在上、像在下，物在左、像在右。根据这一特点，如果实验中发现烛焰在光屏的上方，有两种调节方法:(1)在不移动光屏和透镜的情况下，将蜡烛向上移动可使像成在光屏中央；(2)在不移动蜡烛和透镜的情况下，将光屏向上移，可使像成在光屏中央。
答　凸透镜成的实像是倒立的，即烛焰向上，它的像向下。
物与像的位置相反，即物在上、像在下，物在左、像在右。根
据这一特点，如果实验中发现烛焰在光屏的上方，有两种调节
方法:(1)在不移动光屏和透镜的情况下，将蜡烛向上移动可使
像成在光屏中央；(2)在不移动蜡烛和透镜的情况下，将光屏向
上移，可使像成在光屏中央。
独立思考，学以致用
通过上面的学习，请你推测漫画中的老鼠为什么会“变胖”“调头”？
答　由图乙可知，此时的老鼠的像与图甲中的老鼠相比，是放大的、左右颠倒的像，该像属于实像。
发生这种现象的原因是:装水的杯子相当于一个凸透镜，漫画中的老鼠与透镜的距离在一倍焦距到两倍焦距之间。

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