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5.3 凸透镜成像的规律
素养目标
1.会通过实验探究出凸透镜成像的规律。
2.知道凸透镜所成虚实、正倒、大小像所满足的条件。
3.掌握从物理现象中归纳科学规律的方法。
◎重点:牢记凸透镜的成像规律,并会应用其解释相关问题。
【合作探究】
生活中的物理
我们在照相的时候,总是得到一个倒立、缩小的实像;在看电影的时候,我们可以看到一个放大的实像;老爷爷还可以透过放大镜看到放大了的字,这些都是通过凸透镜所成的像。
问题:那么同样是凸透镜,为什么可以成不同的像呢 凸透镜的成像有什么规律 下面的实验将为我们揭晓答案。
实验:探究凸透镜的成像规律
【提出问题】
【猜想与假设】
①　 　。
②　 　。
【设计并进行实验】
(1)实验器材:光具座、光具座附件、蜡烛、火柴、凸透镜、光屏等。
①实验中物体与凸透镜之间的距离叫 ,用 表示;像与凸透镜之间的距离叫 ,用 表示。
②器材摆放:在光具座上从左到右依次摆放 、 、 。
注意: 为了使像呈在光屏的中央,需要调整 、凸透镜光心、光屏的中心大致在 。
(2)设计实验数据记录表格:
凸透镜焦距f= cm
(3)实验步骤:
仔细观察凸透镜上所贴的标签,本次实验中所用凸透镜f= cm,则2f= cm。
①将物体(点燃的蜡烛)放在距透镜二倍焦距之外,同时移动光屏直至在光屏上呈现最清晰的像。
【数据】将此时的物距、像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入设计的表格中。
②将物体(点燃的蜡烛)向凸透镜移近,放在距透镜二倍焦距上,同时移动光屏直至在光屏上呈现最清晰的像。
【数据】将此时的物距、像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入设计的表格中。
③将物体(点燃的蜡烛)继续向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距和二倍焦距之间,同时移动光屏直至在光屏上呈现最清晰的像。
【数据】将此时的物距、像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入设计的表格中。
④继续把蜡烛向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距上,移动光屏,观察现象。
【想一想】当蜡烛放在距透镜一倍焦距上时,烛焰发出的光通过凸透镜变成 ,
成像。
⑤将物体(点燃的蜡烛)继续向凸透镜移近,放在距透镜一倍焦距之内,同时用眼睛在凸透镜的另一侧观察像。
【数据】将此时的物距、像距和观察到的像的性质(大小、正倒、虚实、物像同异侧)填入设计的表格中。
【分析总结,得出结论】
(1)凸透镜所成像的性质与 有关。
(2)当物体位于凸透镜的二倍焦距之外时,成 像,它的应用是 。
(3)当物体位于凸透镜的二倍焦距时,成 像。
(4)当物体位于凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间时,成 像,它的应用是 。
(5)当物体位于凸透镜的焦距以内时,成 、 的 像,它的应用是 。
【拓展】
凸透镜成放大像和缩小像的分界点是 ;凸透镜成实像和虚像的分界点是 ;凸透镜成倒立像和正立像的分界点是 。即凸透镜所成的实像都是 立的,虚像都是 立的。
【小组挑战】
当成实像时,物体离凸透镜越近,光屏上所成的像越 ,像离凸透镜越 。
·方法突破·
凸透镜成像规律口诀
一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。
虚像正立总放大,实像倒立有大小。
物近像远像变大,物远像近像变小。(成实像) 　
【交流与评估】
(1)实验过程中蜡烛燃烧变短,像怎样移动 应怎样调节,才能使像成在光屏中央
　 　。
(2)实验中若用一张纸遮住透镜的一部分,光屏上的像还会完整吗
　 　
　 　。
【答案】【提出问题】凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与什么有关
【猜想与假设】
①凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与物体与凸透镜之间的距离有关
②凸透镜成像的虚实、大小、正倒可能与透镜的焦距有关
【设计并进行实验】
(1)①物距　u　像距　v
②蜡烛　凸透镜　光屏
蜡烛的火焰(烛焰)　同一高度
(2)10
(3)10　20
【想一想】平行光　不能
【分析总结,得出结论】
(1)物距(物体到凸透镜的距离)
(2)倒立、缩小的实　照相机
(3)倒立、等大的实
(4)倒立、放大的实　投影仪、幻灯机
(5)正立　放大　虚　放大镜
【拓展】二倍焦距处　一倍焦距处　一倍焦距处　倒　正
【小组挑战】大　远
【交流与评估】(1)像会向上移动。应该将蜡烛上调(或凸透镜下调,或光屏上调),才能使像成在光屏中央
(2)会完整,但是像变暗了
2

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