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第3节 凸透镜成像的规律
R·八年级上册
1.理解凸透镜的成像规律。
2.知道凸透镜成放大、缩小、实像和虚像的条件。
学习目标
1. 物距是指______________的距离，用 u 表示；像距是指____________的距离，用 v 表示。
物体到透镜
2. 当凸透镜成像时：（1）u > 2f，成_______、______的_____像，此时像距 v 的范围为__________；（2）当f < u < 2f 时，成_______、_______的______像，此时像距 v 的范围为________；（3）当u < f 时，成_______、_______的_____像。
像到透镜
倒立
缩小
实
f < v < 2f
倒立
放大
实
v > 2f
正立
放大
虚
3. 凸透镜成的实像有_______、等大、_______三种，而虚像只有_______的。实像与物体在透镜的______侧，虚像与物体在透镜的_____侧。
缩小
放大
两
同
放大
预习检测
通过前面的学习，我们已经看到了形形色色的凸透镜成像情况。
倒立、放大的实像
正立、放大的虚像
倒立、缩小的实像
情境导入
同样是凸透镜，为什么可以成不同性质的像？
物体离照相机镜头比较远，成倒立缩小的实像；
物体离投影仪镜头比较近，成倒立放大的实像；
物体离放大镜比较近，成正立放大的虚像。
像的虚实、大小、正倒与物体离凸透镜的距离（物距）有关。
知识点
探究凸透镜成像的规律
进行新课
提出问题：
像的虚实、大小、正倒与物距有怎样的关系？
猜想与假设：
凸透镜到物体的距离（物距）
凸透镜的焦距
实验思路：
①把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐靠近；
②把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等记录在表格中；
③比较实验数据，看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找规律。
（1）实验装置：
　　凸透镜、发光二极管、光屏、光具座
实验过程：
调节发光物、透镜和光屏，使三者的中心处于同一水平高度。
目的是使发光物的像成在光屏中央
（2）实验步骤
①组装实验装置，将发光物中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
②将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把发光物放在较远处，使物距u＞2f，移动光屏，使发光物在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
③把发光物向凸透镜移近，改变物距u，仍使u＞2f，仿照步骤 ② 再做2次实验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
④把发光物向凸透镜移近，改变物距u，使 f＜u＜2f，调整光屏到凸透镜的距离，使发光物在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑤把发光物向凸透镜移近，改变物距u，仍使f＜u＜2f，仿照步骤④ 再做2次试验，分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
⑥继续把发光物向凸透镜移近，改变物距u，使u＜f，在光屏上不能得到发光物的像，此时成虚像，应从光屏一侧向透镜里观察发光物的像，观察虚像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
把实验得到的数据和观察的结果填入下表：
物距/cm 像的性质 像距/cm
虚实 大小 正倒 34.00 实像 缩小 倒立 15.50
20.00 实像 等大 倒立 20.50
17.00 实像 放大 倒立 29.00
10.00 不能成像
8.00 虚像 放大 正立
凸透镜的焦距f =10cm
分析上表中的记录，找出凸透镜成像的规律。
1. 像的虚实：凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？
2. 像的大小：凸透镜在什么条件下成缩小的实像？在什么条件下成放大的实像？有没有缩小的虚像？
3. 像的正倒：凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？
F
F
2F
2F
作图法验证凸透镜成像规律
当u>2f 时，成倒立、缩小的实像，fF
F
2F
2F
作图法验证凸透镜成像规律
当u=2f 时，成倒立、等大的实像，v=2f
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当 f＜u＜2f 时，成倒立、放大的实像，v＞2f
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当u= f 时，不成像
作图法验证凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
当u＜f 时，成正立、放大的虚像，v＞u
凸透镜成像规律：
u＞f 时成实像，u＜f 时成虚像
u＞2f 时成缩小的像，u＜2f 时成放大的像
实像都是倒立的，与物体异侧
虚像都是正立的，与物体同侧
物体向焦点F靠近时，像变大像距也变大
一焦分虚实
二焦分大小
实像异侧倒
虚像同侧正
物近像远大
规律方法：
一焦分虚实，二焦分大小
实像异侧倒，虚像同侧正
像跟物体跑，物近像远大
评估与反思
蜡烛烧短后，像成在光屏上方，此时应该怎么操作？
①光屏往上移
②凸透镜往下移
③蜡烛往上移
点击图片播放
评估与反思
用纸板挡住凸透镜一部分，此时光屏上会得到怎样的像？
依然完整但变暗的像
想想议议：
在照相机中，凸透镜成倒立、缩小的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大
u>2f ，f想想议议：
在投影仪中，凸透镜成倒立、放大的实像，像的位置在哪个范围内？物距与像距相比，哪个比较大
f＜u＜2f ，v＞2f，成倒立、放大的实像
随堂演练
1.在探究“凸透镜成像规律”的实验中：
（1）当透镜移至如图甲所示位置时，光屏上出现一个最小最亮的光斑，则该凸透镜的焦距是_____cm；
（2）若蜡烛、光屏和透镜如图乙所示，想得到一个倒立等大的实像，那么需要将光源向____移动（选填“左”或
“右”），除了要将光源移动以外，还需要将光屏_______ 凸透镜（选填“靠近”或“远离”）。
8.0
右
靠近
2.（1）如图所示，把点燃的蜡烛放在___处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在_____处，光
屏上出现放大的像；放在 处时，光屏上不会成像。
（2）在物距不断减小的过程中，像距不断_____，像的大小不断______；当物距小于_________时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上得到烛焰的像。
A
D
B
C
F
2f
F
光屏
A
C
D、F
增大
变大
1倍焦距
3.某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律。
（1）如果凸透镜焦距为10cm，当透镜到蜡烛的距离为15cm时，移动光屏，在光屏上得到倒立的________的实像。
放大
（2）当光屏上出现烛焰清晰的像时，如果用遮光板挡住透镜的上半部分，我们观察光屏时，将会在光屏上看到（ ）
A.烛焰像的下半部分
B.烛焰像的上半部分
C.烛焰完整的像，像的亮度变暗
D.烛焰完整的像，像的亮度不变
C
课堂小结
物距u与焦距 f 的关系 像的性质 像距v与焦距 f 的关系
正倒 大小 虚实 u>2f 倒立 缩小 实像 fu＝2f 等大 v＝2f
f2f
u＝f 折射光线平行射出，不能成像 uu
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
布置作业
习题解答
【教材P122~123“练习与应用” 】
1.请分别说一说照相机、投影仪、放大镜是如何应用凸透镜成像的规律工作的。
解：照相机利用了物距大于2倍焦距时,物体通过凸透镜成倒立、缩小的实像的规律.投影仪利用了物距小于2倍焦距、大于焦距时,物体通过凸透镜成倒立、放大的实像的规律.放大镜利用了物距小于焦距时,物体通过凸透镜成正立、放大的虚像的规律.
2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装入水。把一支笔放在玻璃瓶的一侧，透过玻璃瓶，可以看到这支笔（如图）。如果把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。
解：装水的玻璃瓶相当于一个柱面凸透镜,当把笔由靠近玻璃瓶的位置向远处慢慢移动时,透过玻璃瓶会看到笔逐渐变长,到某一位置时,笔尖突然改变方向.
3.某同学用放大镜观赏邮票。如果想让像变得更大一些，他应该怎样做
解：应该让放大镜离邮票远一点.
4.某同学利用如图所示的器材做实验。他先用焦距为20 cm的透镜甲进行实验，在光屏上得到了缩小的实像。接下来他想改用焦距为10 cm的透镜乙继续实验。如果不改变发光体和光屏的位置，还想在光屏上得到缩小的实像，透镜乙应该放在透镜甲的左侧还是右侧？
解：透镜乙应该放在透镜甲的右侧. 用透镜甲实验,在光屏上得到缩小的实像, 则 u > 2f甲 = 40cm, f甲 < v < 2f甲 , 即 20cm < v < 40cm;不改变发光体和光屏的位置,换用透镜乙实验,仍在光屏上得到缩小的实像,物距 u' > 2f乙 = 20cm , f乙 < v' < 2f乙 , 即10cm < v' < 20cm.比较可知 , 更换透镜后像距变小, 则透镜乙应该放在透镜甲的右侧.
5.实验小组的同学通过实验探究凸透镜成像的规律。实验器材有：一个凸透镜、光屏、高度为3.0cm的光源和刻度尺。实验时，物距从4.0cm开始，每次增加2.0cm。下表是他们记录的物距、像距、像的高度和正倒情况。
（1）实验中怎样判断实像是放大的还是缩小的？
（2）请根据表中数据判断该凸透镜的焦距是多少。
（3）在这个实验中，要使所成的像为虚像，光源的位置应在哪个范围？
解：
(1)将光源的高度与其在光屏上所成的像的高度进行比较 , 判断实像是放大的还是缩小的.
(2)当物距等于像距时 , 物距为焦距的2倍 , 由表可知 , 2f=20.0 cm , f= 10.0 cm.
(3)光源位置应在焦距之内 , 即物距在 0~10.0 cm的范围内.
6.某同学在做探究凸透镜成像规律的实验时，在光屏上得到了发光物体清晰的像但他不小心用手指尖触碰到了凸透镜，这时光屏上会出现怎样的情况？有人认为，光屏上会有指尖的像；也有人认为，光屏上会出现指尖的影子。你是怎样认为的？
解：没有指尖的像,也没有指尖的影子.虽然手指指尖遮挡了凸透镜的一部分,但是折射光线仍可以到达光屏上,只是此时所成的像会暗一点.
7.在天安门广场某处，某同学想拍摄天安门城楼的全景，但发现在该位置无论如何调节，都只能从观景框中看到城楼的一部分。请你利用本节课学到的知识帮他想想办法。应如何做，才能拍摄到天安门城楼的全景？请说明理由。
解：应向远离天安门的方向移动,以增大物距,使所成的像变小,这样就可以拍摄到天安门城楼的全景.

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