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第五章 透镜及其应用
第2节 生活中的透镜
世界有多大？宇宙是什么样的？这些恒古以来就吸引并困惑着人类的问题，一定也经常萦绕在你的心头。
人类怎样才能解开这些疑团呢？科学家们正在使用的一种方法就是利用巨大的天文望远镜来观察、接收来自宇宙的信息。通过分析这些信息，人们对宇宙了解的越来越多了。然而你知道吗？这项伟大的事业竟然与小小的透镜密切相关。
这一章我们就来学习透镜的知识。
第五章 透镜及其应用
学习内容导览
01
照相机
02
投影仪
03
放大镜
04
实像和虚像
了解透镜在日常生活中的应用。知道凸透镜在三种常见仪器上所成像的不同，能初步区分照相机、投影仪、放大镜的成像特点。
1
经历制作简易模型照相机的过程，获得成功的愉悦，并初步了解照相机的成像原理。
2
学习目标
能简单描述凸透镜成实像和虚像的主要特征。
3
通过了解生活中多种多样的透镜，培养乐于利用所学知识解释现象的习惯，初步形成将科学技术应用于实际的意识。
4
请同学们欣赏照相机拍摄的照片。
这是用数码相机拍摄的
一张新疆赛里木风光照片
人们利用凸透镜对光的折射成像规律制成了很多光学仪器。例如生活中常用到的照相机、投影仪、放大镜等……
数码相机
课堂导入
第2节 生活中的透镜
你知道它们的成像原理和成像特点吗？这节课我们一起学习。
放大镜中的日出故宫
教室里的投影仪
课堂导入
01
PART
照相机
1. 照相机的主要构造
镜头、快门、光圈、调焦环、胶片等。
光圈环
调焦环
镜头
快门
胶片
一 照相机
（1）镜头：
由一组透镜组成，相当于一个凸透镜，起到成像作用。
（2）快门：控制曝光时间。
（3）光圈: 控制进光量的多少.
（4）调焦环：调节镜头到胶片间的距离，即调节像距。
（5）胶片：
相当于涂有感光材料的光屏。
光圈
一 照相机
2. 照相机的信息（图像）存储
②电荷耦合器件：
数码相机用电荷耦合器件（CCD感光元件）替代胶片作为成像的光屏并记录像的信息，把光信号转为电信号。
①胶片：
传统相机用胶片，涂着一层对光敏感的物质，光在胶片上曝光后发生化学变化，物体的像被记录在胶片上。
电荷耦合器件
一 照相机
镜头
像
物体
3. 照相机成像原理
来自物体的光经过照相机镜头后，在“光屏”上会聚成被摄物体的像。
物体到镜头的距离远远大于镜头的焦距，在胶卷上得到倒立、缩小的实像。
一 照相机
4. 照相机成像特点
（1）照相机成倒立、缩小的实像；
（2）物距（物体到透镜的距离）大于像距（像到透镜的距离） ；
（3）像和物体在透镜两侧；
（4）物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
现在的相机利用光学或电子技术，把倒立的像转变成正立的，以便于观察.
一 照相机
小明用照相机拍摄照片时，发现一部分同学没有进入镜头内（如图甲所示）；后来他对照相机进行了调节后就照出了“全家福” （如图乙） ，他是怎样进行调节的呢？
甲
乙
5. 照相机的“调焦”
一 照相机
为了使远近不同的景物在胶片上都能形成清晰的像，需要旋转镜头上的“调焦环”——调节镜头到胶片的距离。
拍摄远处景物时，镜头往后缩，离胶片近一些，此时的像比较小。
拍摄近处景物时，镜头往前伸，离胶片远一些，此时的像要变大一些。
镜头前伸
镜头后缩
一 照相机
图甲中人的像比乙大，为了照出“全家福”，应该使像变小；所以需要使照相机远离同学，同时镜头向后缩，以缩短暗箱（像距）。
甲
乙
一 照相机
6. 自制模型照相机
（1）制作方法
用硬纸板做两个粗细相差很小的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。在一个纸筒的一端嵌上一个焦距为5-10cm的凸透镜，另一个纸筒的一端蒙上一层半透明薄膜。这样就做成了模型照相机。
一 照相机
①在较暗的室内，用你做的照相机，镜头对准窗外远处景物，调节相机，直到在半透明纸上得到一清晰的像，观察像的特点。
②从拍摄远处景物到近处景物，应如何调节透镜到半透明纸之间的距离，纸上的像如何改变？
用做的照相机，镜头对准窗外远处景物，调节相机，会在半透明纸上得到一个倒立、缩小的清晰的像。
从拍摄远处景物到近处景物时，需要增大透镜到半透明纸之间的距离，会发现半透明纸上的像变大。
（2）模型照相机的成像特点与调节
一 照相机
【例题1】照相机镜头的作用相当于一个______镜，来自物体的光经过照相机镜头后，会在胶卷上形成一个_____（选填“放大”或“缩小”）、______（选填“倒立”或“正立”）的_____像（选填“实”或“虚”） 。
凸透
倒立
实
缩小
照相机的成像原理是物距大于二倍焦距，像距在一倍焦距与二倍焦距之间，成倒立、缩小的实像，照相机的镜头相当于凸透镜。
教学中的投影仪镜头相当于一个凸透镜，投影时，物距在一倍焦距与二倍焦距之间，像距大于二倍焦距，成倒立、放大的实像。
一 照相机
（1）在取材时，另一个纸筒的一端蒙上的材料是_______（填“透明”、“半透明”或“不透明”）膜；
（2）观察时，小明应选择_____（填“亮”或“暗”）的物体作为观察对象；
（3）小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体清晰的像，再拍摄近处物体时，应将两筒间的距离变____；观察到膜上的像变 ___。（两空填“小”“大”或“不变”）
半透明
亮
大
大
【例题2】如图，在“自制照相机模型”时，用硬纸板做两个粗细相差很少的纸筒，使一个纸筒刚好能够套入另一个纸筒内，并能前后滑动。
一 照相机
（1）自制照相机模型时，为了既能
承接像，又能观察到像，应用半透明薄膜做光屏。
（2）为了能在半透明膜上成清晰的像，并选择亮的物体做观察对象较好。
（3）小明用自制的照相机先拍摄到了远处的物体，再拍摄近处物体时，即物距减小，像距应增大，薄膜上的像变大，则应将两筒间的距离变大。
一 照相机
02
PART
投影仪
1. 投影仪简介
（1）早期的投影仪
是提供大尺寸画面的投影式光学仪器。在直射式幻灯机的基础上，增加一个反射镜，改变光路，使平放在载物玻璃上的投影片的图像投射到银幕上。可用于放映事先制作或现场书写的各种大尺寸投影单片或卷片，以及用透明材料制作的投影教具等。
早期的投影仪
二 投影仪
（2）现代投影仪
现在会议室、教室用的投影仪，可以通过不同的接口同计算机、VCD、DVD、游戏机、DV等相连接，电脑上的字图或视频通过投影仪被放大。
现代投影仪
二 投影仪
反光镜
2. 投影仪的主要构造及各部分的作用
主要由镜头、投影片、光源、聚光镜等组成。
①镜头：凸透镜，起成像作用。
②螺纹透镜：相当于凸透镜，起作用是会聚光，增加投影片的亮度。
③反光镜：使光集中向一个方向射出，使屏幕上像较亮。
④屏幕：相当于光屏，承接像。
⑤平面镜：改变光的传播方向。
二 投影仪
（1）把投影仪上的平面镜（反光镜）取下，投影片放到载物台上，调节镜头，在天花板上就能得到投影片上图案清晰的像。观察像的大小、正倒。
（2）实验现象：
发现在天花板上有一个放大的像，像相对于投影片来讲是倒立的。
3. 投影仪成像原理
二 投影仪
平面镜
镜头
投影片
像
屏幕
（3）来自投影片上图案的光先经过镜头折射，再经平面镜反射就能在竖直屏幕上形成清晰的像，平面镜的作用时改变光的传播方向，使射向天花板的光能在竖直屏幕上成像。
归纳：
投影仪的镜头相当于一个凸透镜，是利用凸透镜成一个倒立、放大的实像。
二 投影仪
4. 投影仪成像特点
（1）投影仪成倒立、放大的实像；
（2）物距（投影片到透镜的距离）小于像距（像到透镜的距离） ；
（3）像和物体在透镜两侧；
（4）物体离镜头近，像变大，离镜头远；物体离镜头远，像变小，变近。
二 投影仪
（1）像的大小调节
若想使屏幕上的像变大，应使镜头靠近投影片， 同时使投影仪远离屏幕。
（2）像的倒正调节
为了在屏幕上成正立的像，投影片应倒放在投影仪上。
5. 投影仪的调节
二 投影仪
成实像时，物距减小，像距增大，像变大，所以，要使屏幕上的像变大，则需要减小物距，增大像距，即屏幕固定时投影仪要向后移；物距要减小，镜头要向下调。
【例题3】如图所示，若要增大屏幕上的像，则像距要增大，屏幕固定时投影仪要向____（“左”或“右”）移；同时物距要减小，镜头要向_____（“上”或“下”）调．投影仪上的平面镜的作用是__________，
使像成在屏幕上，不改变像的大小。
下
右
改变光路
投影仪中的平面镜可以将透镜会聚的光反射到屏幕上，起到改变光的传播方向的作用。
二 投影仪
03
PART
放大镜
1. 放大镜成像原理
用放大镜看书上的字，观察有什么现象？并改变放大镜到字的距离，观察字的放大情况。
把放大镜放在物体跟眼睛之间，适当调整距离，当物距小于放大镜焦距时，我们就能看清物体的细微之处。它是利用了凸透镜能成放大的虚像这一原理。
放大镜实际上是一个短焦距的凸透镜。
三 放大镜
2. 成像特点
（1）成像光路图：
（2）成像特点：
放大镜成正立、放大的像；
像距大于物距；
像与物位于凸透镜的同侧。
3. 放大镜的调节
使像变大时：让放大镜与物体之间的距离适当增大些。
使像变小时：让放大镜与物体之间的距离适当减小些。
三 放大镜
老花镜
④体温计的玻璃外壁做成三棱柱，相当于放大镜，把部分放大。
①鱼缸相当于一个放大镜，可以看到的鱼比实际的大。
②水滴形成半圆形，相当于放大镜，把物体放大。
③老花镜就是一个放大镜，可以成正立、放大的虚像。
体温计
盛水的鱼缸
水滴
4. 生活中的放大镜
三 放大镜
因为球形鱼缸盛水后鱼的身体和鱼缸壁之间形成了水凸透镜，鱼在水凸透镜的一倍焦距以内，成正立、放大的虚像；此时凸透镜相当于放大镜，所以从球形鱼缸的外侧看缸里养的金鱼比真实的鱼要大得多。
【例题4】透过球形的透明玻璃鱼缸看水中的鱼要比真实的鱼_____（填“大”或“小”），其原因是装水的球形鱼缸相当于一个________，所看到的“鱼”是鱼的____像。（填“实”或“虚”）
凸透镜
大
虚
三 放大镜
04
PART
实像和虚像
1. 实像（reali mage）
（1）实像
是来自物体的光会聚而成的，能呈现在光屏上。
凸透镜所成的实像是由实际光线会聚而成的，能成在光屏上，物、像分别位于凸透镜的两侧，且实像是倒立的。
四 实像和虚像
（2）成实像的实例
投影仪的像
小孔成的像
电影机的像
照相机成的像
四 实像和虚像
2. 虚像
（1）虚像
由反射光线或折射光线的反向延长线相交而形成，不能呈现在光屏上。人眼逆着出射光线可以看到虚像。
凸透镜成的虚像不是由实际光线会聚而成的，而是由折射光线的反向延长线相交而成的，不能用光屏承接。人眼逆着出射光线可看到虚像。
四 实像和虚像
放大镜的虚像
平面镜成的虚像
（2）成虚像的实例
光的折射形成的虚像
四 实像和虚像
实像 虚像
共同点 不同点
举例
都能用眼看到
①能在光屏上呈现；
②由实际光线会聚
而成的像
①不能在光屏上呈现；
②由光的反向延长线
会聚而成的像
小孔成像、凸透镜成像
平面镜成像、凸透镜成像
3. 实像和虚像的区别
四 实像和虚像
【例题5】如图所示，图中成实像的是（　　）
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
B
①图中是放大镜的原理，成的是正立放大的虚像。故①不符合题意；
②图中是照相机的原理，成的是倒立缩小的实像，故②符合题意；
③图中是投影仪的原理，成的是倒立放大的实像，故③符合题意；
④图中是平面镜的成像原理，是利用光的反射形成的虚像，故④不符合题意。 故选B。
四 实像和虚像
04
PART
课堂总结
照相机
投影仪
放大镜
实像和
虚像
成像特点：物体离镜头比较远，是倒立、缩小的实像.
成像调节：要使像变大，应使镜头靠近物体，胶片远离镜头.
成像特点：物体离镜头比较近，是倒立、放大的实像.
成像调节：要使像变大，应使物体靠近镜头，屏幕远离镜头.
成像特点：物体离镜头很近，是正立、放大的虚像.
成像调节：物体离焦点越近（在焦距内），像越大.
实像：实际光线会聚而成的像为实像，能够用光屏承接；
小孔成像、照相机成像、投影仪成像都是实像.
虚像：实际光线的反向延长线相交形成的像，不能用光屏
承接；平面镜成像、放大镜成像都是虚像.
生活中的透镜
课堂总结
05
PART
动手动脑学物理
1. 如图所示，照相机的镜头相当于一个凸透镜，像成在照相机的底片上。判断图中的树所成像的正倒。
倒立的。
因为照相机的镜头相当于一个凸透镜，利用了凸透镜成倒立、缩小的实像的性质。
动手动脑学物理
2. 凸透镜是许多光学仪器的重要元件，可以呈现不同的像。应用凸透镜，在照相机中成_______、_____立的_____像；在投影仪成_____、_____立的_____像；用凸透镜做成放大镜时，成______、_____立的______像。
缩小
倒
实
放大
倒
实
放大
正
虚
动手动脑学物理
3. 手持一个凸透镜，在室内的白墙和窗户之间移动（离墙近些），在墙上能看到什么？这个现象启发我们，阴天怎样估测凸透镜的焦距？为使估测结果更准确，操作时应注意什么？
在墙上能看到一个倒立、缩小的实像；
将凸透镜靠近书本上的字，并看到正立、放大的虚像后，将凸透镜逐渐远离书本，直到刚好看不到虚像，测出此时书本到透镜中心的距离，这个距离就是该透镜的焦距。
动手动脑学物理
4. 请你根据本节课的“想想做做”，试着总结照相机、投影仪或幻灯机工作时是通过怎样操作改变像的大小的。
照相机：适当增大（缩小）镜头与景物之间的距离，同时缩短（拉长）暗箱的长度，可使所成的像变小（变大）。
投影仪：适当缩小（增大）透镜与幻灯片之间的距离，并同时增大（缩小）投影仪与屏幕间的距离，从而使屏幕上的像变大。
动手动脑学物理
06
PART
课堂练习
1. 回答下列问题:
①物体经投影仪成　　立、　　的　　 像，
像和物体位于镜头的　　侧（填“同”或“异”)；比较物体、像到镜头的距离，会发现物距_____像距 (填“大于”或“小于”) 。
②平面镜的作用是　　　　　　　　。
③为了能使人们看到正立的像，投影片应该如何放置
_________________
④如果希望像变得大一些，而且还要保持清晰，应该采取的措施：　 。
减小物距，增大像距
倒
放大
实
异
小于
改变光的传播方向　
倒着放置投影片　
课堂练习
2. 一次，小明在家写作业时在书桌的玻璃台板上面滴了一滴水，透过水滴看下去，他发现压在台板下面的字变大了。这是由于此时的水滴相当于一个 ，图片上的文字经过水滴折射后成一个放大的 (选填“实”或“虚”)像。
此时的水滴相当于一个放大镜（凸透镜），且字与凸透镜的距离小于一倍焦距，所以透过放大镜可以看到正立、放大的虚像。
虚
放大镜
课堂练习
3. 如图，小明通过放大镜（凸透镜），看到课本上被放大的字。已知此时放大镜到课本的距离为4cm，那么，该放大镜的焦距可能是（　　）
A．2cm B．3cm
C．4cm D．5cm
D
放大镜到课本上字的距离小于一倍焦距，可以看到正立、放大的虚像，所以放大镜的焦距大于4厘米，可能是5厘米。所以选D。
课堂练习
4. 照相机的镜头相当于______镜，它成的是缩小、______ 、_____像，照相时，若想使照片上的人大一些，照相机应该离被照的人_____些，同时调节调焦环，将镜头与底片间的距离调_____些。
倒立
实
凸透
照相机的工作原理是凸透镜成像规律，镜头相当于一个凸透镜，当物体位于2倍焦距之外时，成倒立、缩小的实像。
根据凸透镜成像的规律，要使像变大，物距要变小，像距要变大，则照相机应该离被照的人近一些，镜头与底片间的距离相当于像距，要调远一些。
课堂练习
远
近
5. 照相机、投影仪、放大镜是常用的三种光学仪器。它们的镜头相当于一个　　透镜，它们之中能成缩小、倒立实像的是　　　，能成放大、倒立实像的是　　　，能成放大、正立虚像的是　　　。
放大镜
照相机、投影仪、放大镜都有一个相当于凸透镜的镜头，可以呈现不同的像。
其中照相机上的凸透镜能成缩小、倒立的实像；投影仪上的凸透镜能成放大、倒立的实像；放大镜能成放大、正立的虚像。
凸　
照相机
投影仪
课堂练习
6. 老师在使用投影仪时，发现胶片在屏幕上的投影太小了，致使后面的同学看不清楚，要使屏幕上的投影更大些，还要清晰。下列做法正确的是（ ）
A.将镜头靠近胶片，屏幕离投影仪近一些
B.将镜头靠近胶片，屏幕离投影仪远一些
C.将镜头远离胶片，屏幕离投影仪近一些
D.将镜头远离胶片，屏幕离投影仪远一些
所以选B
投影仪镜头成像时，投影片离镜头越近，得到的像就越大，所以要将投影仪的镜头靠近胶片，但若光屏保持不动，则不能得到清晰的像，所以还要投影仪远离屏幕。
B
课堂练习
7. 小明同学把照相机、投影仪和放大镜成像情况进行了比较后，他认为这三种仪器所成的像具有如下特点，其中错误的是（ ）
A. 实像都和物体分别居于透镜两侧
B. 虚像都和物体在透镜的同一侧
C. 实像都是倒立的，虚像都是正立的
D. 虚像都是放大的，实像都是缩小的
D
照相机、投影仪及放大镜的成像特点是：实像都是倒立，且像与物位于透镜的异侧；虚像是正立的，且像与物位于透镜的同侧；虚像是放大的；实像有缩小的也有放大的。所以D项说法错误。
课堂练习
8．下列说法中正确的是（ ）
A．实像和虚像都能显示在光屏上
B．实像和虚像都不能显示在光屏上
C．虚像能用眼睛看到，但不能显示在光屏上
D．实像能用眼睛看到，但不能显示在光屏上　
C
实像能用眼睛看到，能显示在光屏上；虚像能用眼睛看到，但不能显示在光屏上。选项C正确。
课堂练习
9. 在我国首次“太空授课”中，宇航员王亚平制做了一个水球，我们看到了她在水球中的“倒影”，如图所示。下列说法正确的是（ ）
水球相当于一个凸透镜，她在水球中的“倒影”，是凸透镜成的实像，是由光的折射形成的，故A正确。“倒影”是实像，可呈现在光屏上，故B错误。当她距水球变近时，物距减小，则像距增大，像变大，即“倒影”会变大；反之，“倒影”会变小，故C、D错误。 所以选A.
A.“倒影”是光的折射形成的
B.“倒影”不能成在光屏上
C. 若王亚平距水球变近，“倒影”会变小
D. 若王亚平距水球变远，“倒影”会变大
A
课堂练习
10. 如图甲所示是某一物体的形状，图乙是供选择的物体的像的形状（不考虑像的大小）。
①该物体在照相机的胶片上所成的像的形状为____；
②在平面镜中看到的该物体的像的形状为____；
③把投影仪的平面镜卸掉，让物体的像成在
天花板上，这时看到物体像的形状为____；
④用放大镜看到的该物体的像的形状为____。
D
A
D
C
①照相机所成的像上下左右都是颠倒的。
③投影仪所成的像上下左右都是颠倒的。
④放大镜看该
物体的像正立的
②平面镜中物体的像与物对称
课堂练习
（1）照相机利用凸透镜成倒立缩小实像的原理制成，所以该物体在照相机的胶片上所成的像上下、左右都是倒立的，故形状为D图。
（2）平面镜成像时，像与物关于平面对称，即左右相反，上下相同，所以在平面镜中看到的该物体的像的形状为A图.
（3）平面镜只起到改变光的传播方向的作用，把投影仪的平面镜卸掉，仍然成倒立放大的实像，让物体（物体正放）的像成在天花板上，所以这时看到的该物体的像的形状为D图。
（4）用放大镜看物体，成正立放大的虚像，所以该物体的像的形状为C图。
课堂练习

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