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(共38张PPT)
第二节 探究：凸透镜成像的规律
沪科版·八年级物理上册
第四章
神奇的透镜
1.能完成“探究凸透镜成像的规律”的实验，有安全意识，能完成实验报告；
2.能用凸透镜成像的规律解释生活中的相关现象。
本节要点
　　1.透镜是一种______元件，透镜有两类：一类是中央较厚、边缘较薄的_______，如__________镜片；另一类是中央较薄、边缘较厚的________，如__________镜片。
光学
凸透镜
远视眼镜
凹透镜
近视眼镜
回顾旧知
　　2.______在透镜中心处，通过光心且垂直于透镜表面的直线叫做透镜的________。
　　3.凸透镜对光有______作用，凹透镜对光有______作用。
　　4.平行光通过凸透镜，将会聚到主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的______，______到光心的距离叫做______，一个透镜有两个______。
光心
主光轴
会聚
发散
焦点
焦点
焦距
焦距
在中国航天的“太空授课”中，航天员在空间站内，做出了水透镜。通过这个水透镜，我们看见了航天员倒立缩小的像。
情境导入
凸透镜是否一定成倒立缩小的像？
【点击图片观看视频】
凸透镜（已知焦距）、光具座（带刻度尺）、蜡烛（或其他光源）、光屏和火柴。
1.探究凸透镜成像的规律。
2.体会实像与虚像的区别。
实验目的
实验器材
新知探究
知识点
凸透镜成像的规律
探究
在光具座上，将点燃的蜡烛从离透镜较远的位置（2倍焦距外）逐渐靠近凸透镜。调整光屏位置使烛焰发出的光经凸透镜折射后，在光屏上成清晰的像；光屏上不能成像时，透过凸透镜观察烛焰的像。通过观察分析得出凸透镜成像的规律。
实验设计
物距：物体到光心的距离，用u表示。
像距：像到光心的距离，用v表示。
焦距：焦点到光心的距离，用f 表示。
2倍焦距：距离为焦距的两倍（从光心开始），用2f 表示
物距（u）
像距（v）
实验步骤
1.将蜡烛、凸透镜、光屏依次安装在光具座上，注意三者之间的相对位置，如图所示。
2.点燃蜡烛，调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心在同一高度。
物距（u）
像距（v）
目的是使像成在光屏的中央
3.将蜡烛放在离凸透镜较远的位置（2倍焦距外），调整光屏位置，使烛焰经凸透镜折射后在光屏上成清晰的像，将观察到的像的情况和物距、像距等记录在表中。
实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm
1
2
3
4
5
6
实验记录表
凸透镜焦距f=____cm
4.移动蜡烛逐渐靠近凸透镜，同时调整光屏，在烛焰经凸透镜折射后在光屏上分别成等大清晰的像、放大清晰的像时，将成像的情况和物距、像距等记录在表中。
5.将蜡烛移到凸透镜焦点处，观察能否成像。再继续移动蜡烛靠近凸透镜，观察烛焰在光屏上能否成像。撤去光屏，透过凸透镜观察烛焰的像。将观察到的情况记录在表中。
6.重复几次上面的实验操作，记录观察到的情况。
点击图片观看实验视频
实验记录表
凸透镜焦距f=____cm
实验序号 像的大小 像的正倒 像的虚实 物距u/cm 像距v/cm
1 缩小 倒立 实像 30 15
2 等大 倒立 实像 20 20
3 放大 倒立 实像 15 30
4 放大 倒立 实像 12 60
5 - 10 -
6 放大 正立 虚像 8 -
10
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实验结论
1.物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像；
2.物体位于凸透镜的2倍焦距时，成等大、倒立的实像；
3.物体位于凸透镜的2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像；
4.物体位于凸透镜的1倍焦距时，不能成像。
5.物体位于凸透镜的1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像；
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像相对于透镜的位置关系
大小 正倒 虚实 1 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧
2 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧
3 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧
4 u=f 不成像 5 u＜f v＞u 放大 正立 虚像 同侧
反思交流
1.实验中，怎样确定光屏上的像是清晰的？
2.实像与虚像有哪些不同？
若向前或向后移动光屏,像都会变模糊，则此位置就是成清晰像的位置。
用不透明物体挡住透镜的上半部或下半部,在光屏上仍能成完整的像则是实像,只不过所得的像比较暗,清晰度差;若物体被遮住一部分，光屏上的像会残缺(光屏上成没有被遮住部分的像)则是虚像。
3.太空授课中航天员成像时，物距与水球的焦距存在怎样的关系？
所成的像是倒立缩小的实像，说明物距在水球的两倍焦距之外。
物体位于凸透镜的2倍焦距外时，成缩小、倒立的实像；
物体位于2倍焦距时，成等大、倒立的实像；
物体位于2倍焦距与1倍焦距之间时，成放大、倒立的实像；
物体位于1倍焦距时，不能成像；
物体位于1倍焦距以内时，成放大、正立的虚像。
归纳总结
记忆口诀：
①一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。
②实像异侧倒，虚像同正大。
③实时物近像远像变大，虚时物近像近像变小。
迷
你
实
验
室
自制照相机
随堂练习
1.请完成“探究凸透镜成像的规律”的实验报告，并在实验报告中说明你收集的证据是怎样支持实验结论的。
2.透过一颗水珠看物体，你看见的“物体”会有什么变化？尝试解释观察到的现象。
通过水珠看物体，可能看到物体变小变倒，或等大变倒，或变大变倒，或正立变大。这是因为水珠呈凸起状，相当于凸透镜，若物体位于其2倍焦距外，看到的是物体倒立、缩小的实像；若物体位于其2倍焦距，看到的是物体倒立、等大的实像；若物体位于其2倍焦距与1倍焦距之间，看到的是物体倒立、放大的实像；若物体位于其1倍焦距以内，看到的是物体正立、放大的虚像。
3.探究凸透镜成像的规律，完成下列各题：
（1）按图4-13 （a）所示操作，测出本实验所用凸透镜的焦距为多少
10.0cm
（2）调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度的目的是什么？
调整光屏、凸透镜、烛焰的高度，使它们的中心大致在同一高度，目的是使像成在光屏中央。
（3）将蜡烛、凸透镜、光屏在光具座上依次摆放，点燃蜡烛后，发现无论如何移动光屏总找不到像，可能的原因是什么
可能的原因：①光屏、凸透镜、烛焰三者的中心不在同一高度；
②物体位于1倍焦距以内，成虚像；
③物体位于1倍焦距，不能成像；
④物体位于稍大于1倍焦距处，导致像的位置在光具座以外。
（4）假设在如图(b)所示的条件下，烛焰恰好能在光屏上成清晰的像。若在此情况下沿光具座移动蜡烛远离凸透镜，为能再次在光屏上看见烛焰清晰的像，应怎样移动光屏？
应沿光具座向靠近凸透镜的方向移动光屏。
4. 如图所示，把一支点燃的蜡烛放在凸透镜2倍焦距以外，在凸透镜的另一侧调节光屏的位置可找到一个清晰的烛焰的像，这个像与图中哪个选项相近？请说明理由。
像与图中D选项相近。理由：点燃的蜡烛在凸透镜2倍焦距以外，由凸透镜成像规律可知，成倒立、缩小的实像，只有D选项符合。
D.
A.
B.
C.
5. 照相时，在某位置从观景器只能看到被拍者身体的上半部分，如果要想拍到其全身像，在其他条件不变的情况下，相机应该靠近还是远离被拍者？为什么？
相机应远离被拍者。在焦距不变的情况下，要使实像缩小，应增大物距、减小像距，所以相机应该远离被拍者。
6.某同学在做探究凸透镜成像规律实验时，蜡烛和光屏的位置如图所示，此时在光屏上得到了倒立、等大、清晰的实像。接下来把蜡烛移动到35 cm刻度处，则应将光屏向_____(选填“左”或“右”)移动，光屏上才可得到倒立、______、清晰的实像。
右
放大
7.某小组利用如图所示的装置探究凸透镜成像的规律，此时光屏上呈现了烛焰清晰的像，该像是倒立、 ______(选填“放大”或“缩小”)的实像。如果保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置，光屏上还能呈现清晰的像吗？如果能，此时烛焰的像有什么特点？
保持凸透镜位置不变，将蜡烛和光屏交换位置，光屏上还能呈现清晰的像，此时烛焰的像是倒立、放大的。
缩小
8.人们现在广泛使用智能手机来拍照。请上网查询与手机镜头成像原理有关的内容，并查询不同型号的手机镜头的成像原理是否一样，整理了解到的信息，然后跟同学分享你的收获。
手机的镜头由一组透镜组成，它们组合在一起相当于一个凸透镜。来自物体(人或景物)上每一点的光经过镜头后都在感光元件上会聚成一点，感光元件将光信号转换成电信号，经过一系列处理后在手机屏幕上形成一张完整的照片。照相时，物体离镜头比较远，像是倒立、缩小的。
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像的性质 物与像相对于透镜的位置关系
大小 正倒 虚实 1 u＞2f f＜v＜2f 缩小 倒立 实像 异侧
2 u=2f v=2f 等大 倒立 实像 异侧
3 f＜u＜2f v＞2f 放大 倒立 实像 异侧
4 u=f 不成像 5 u＜f v＞u 放大 正立 虚像 同侧
课堂小结
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
课后作业

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