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物理 沪粤版（2024）
八年级上册
第三章 光和眼睛
3.6 凸透镜成像规律
新课引入
新课讲授
课堂小结
随堂练习
新课引入
日常生活中的放大镜中间比边缘厚，属于一种凸透镜，将凸透镜靠近物体时，我们可以看到放大的像，而当放大镜与物体相距较远时，看到的像则会缩小。
凸透镜成像是否有特定的规律？
新课讲授
知识点
一
探究凸透镜成像的规律
1.物距与像距
（1）物距：物体到透镜光心的距离叫物距。
（2）像距：像到透镜光心的距离叫像距。
2.实验：探究凸透镜成像的规律
（1）提出问题
通过凸透镜能成什么样的像？成像情况与哪些因素有关？
（2）猜想与假设
①在放大镜后面放一张白纸，放大镜成的放大的像不会呈现在白纸上；而缩小的像则能呈现在白纸上，故凸透镜可能成虚像，也可能成实像。
②物体到放大镜的距离不同，即物距不同时，凸透镜的成像情况不同，故凸透镜的成像情况与物距大小有关，物距与焦距的大小关系可能影响凸透镜成像情况。
凸透镜成的是实像还是虚像？
成像情况可能的影响因素有哪些？
（3）设计实验与制订计划
①实验装置：使用下图中的光具座进行实验，光具座上附有标尺和可自由移动的支架座，支架座上可安装配件，配件包括光屏、凸透镜和光源（如蜡烛）。
②实验方案：分别改变物距的大小，观察并记录此时像距的大小，像的大小、倒正、虚实情况。
（4）获取与处理信息
①测量凸透镜的焦距：利用平行光聚焦法测定凸透镜的焦距。
②将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使凸透镜的光心、光屏的中心和烛焰的焰心大致在同一高度上。
③使蜡烛与凸透镜间的距离大于2倍焦距，即u>2f，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
确保烛焰的像成在光屏中央。
判断烛焰的像是否最清晰的方法：向前或向后移动光屏，像都会变模糊。
③把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于2倍焦距，即u=2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
④把蜡烛再移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离在1倍焦距与2倍焦距之间，即f⑤把蜡烛继续移向凸透镜，使蜡烛在凸透镜的焦点上，即u=f，移动光屏，看是否能够成像。
⑥把蜡烛移到凸透镜的1倍焦距以内，即u（5）实验结论
①当u＞f 时，在凸透镜的另一侧形成倒立的实像：
当u＞2f 时，像的大小比物体小；
当 f＜u＜2f 时，像的大小比物体大。
②当u＜f 时，在凸透镜的同侧形成正立的、放大的虚像。
物距 （u） 像的性质 像的位置
倒正 大小 虚实 像距（v）
u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f 与物异侧
u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f 与物异侧
f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f 与物异侧
u＝f 不成像、得到一束平行光
u＜f 正立 放大 虚像 v＞u 与物同侧
（6）分析与论证
①如果用一张卡片遮住凸透镜的一部分，光屏上的像会如何变化？
烛焰向四面八方发出光，透镜被卡片遮住的部分没有光能够透过，但未被卡片遮住的部分均有烛焰各个位置发出的光透过，故光屏上烛焰的像仍然完整，不过亮度变暗了（透过凸透镜的光减少）。
②当光屏上得到烛焰清晰的像时，若保持烛焰和光屏的位置不动，仅移动凸透镜，能否再次在光屏上得到烛焰清晰的像？为什么？
凸透镜成像的原理为光的折射，根据折射光路的可逆性可知，移动凸透镜后，当物距等于原来的像距，像距等于原来的物距时，光屏上仍能得到烛焰清晰的像。
③根据凸透镜的成像规律，你能不能想到其他的粗略测量凸透镜焦距的方法？
保持凸透镜的位置不变，移动蜡烛和光屏，保持物距等于像距，当光屏上有烛焰清晰的像时，u=v=2f，由此可测出凸透镜的焦距。
④随着时间的流逝，蜡烛逐渐变矮，此时烛焰的像将成在光屏______，判断的依据是______________________________（选填透镜的特殊光线）；若保持蜡烛和光屏不动，则仅将光屏向_____（选填“上”或“下”）调节可以使烛焰的像再次成在光屏中央。
上方
过凸透镜光心的光传播方向不变
下
3.凸透镜成像规律（静态）
（1）一倍焦距分虚实：当u＞f 时，成实像；当u（2）二倍焦距分大小：当u＞2f 时，成缩小的像；当u=2f 时，成等大的像；当 u＜2f 但≠ f 时，成放大的像。
（3）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜同侧。
F
F
O
4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律
2f
2f
u＞2f，成倒立、缩小的实像
像和物体在凸透镜两侧
F
F
O
2f
2f
u=2f，成倒立、等大的实像
4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律
F
F
O
2f
2f
f＜u＜2f，成倒立、放大的实像
4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律
F
F
O
u=f，不成像，得到一束平行光
4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律
F
F
O
像和物体在凸透镜同侧
u＜f，成正立、放大的虚像
4.利用光路图理解凸透镜静态成像规律
5.凸透镜成像规律（动态）
（1）成实像时，物近像远像变大：成实像时，若物距减小，与凸透镜主光轴平行的光被折射后传播方向不变；过光心的光顺时针旋转，使得两束光的交点向下移动，实像变大。
（2）成虚像时，物近像近像变小：成虚像时，若物距减小，与凸透镜主光轴平行的光被折射后传播方向不变；过光心的光顺时针旋转，由于我们看到的虚像是光的反向延长线相交产生的，此时反向延长线的交点向下移动，故虚像变小。
F
F
O
6.利用光路图理解凸透镜动态成像规律
成实像时，物近像远像变大
F
F
O
成虚像时，物近像近像变小
典例
6.利用光路图理解凸透镜动态成像规律
知识点
二
凸透镜的应用——放大镜
1.原理：日常生活中，放大镜成像主要利用了物距_____焦距时凸透镜的成像情况成正立、放大的虚像。
2.使用：使用放大镜时，要想将看到的物体放大，应将放大镜向________（选填“靠近”或“远离”）被观察物体的方向移动。
小于
远离
课堂小结
探究凸透镜成像的规律
凸透镜成像的规律
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；实像倒立虚像正。
凸透镜的应用——放大镜
成实像时，物近像远像变大；
成虚像时，物近像近像变小。
随堂练习1
A
在“探究凸透镜成像规律”的实验中，当点燃的蜡烛、凸透镜及光屏处于图中所示的位置时，在光屏上得到烛焰清晰的像。下列说法正确的是 （ ）
A.该凸透镜的焦距范围为7.5 cm＜f＜15.0 cm
B.光屏上成倒立、放大的实像
C.透镜不动，蜡烛向右移动，光屏向左移动，可再次得到清晰的像
D.蜡烛和光屏不动，移动透镜到适当位置，光屏上可再次得到清晰的缩小的像
随堂练习2
C
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