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第4章 神奇的透镜
4.2 探究：凸透镜成像的规律
温故而知新
透镜的三条重要光线
1.通过光心的光线
过光心方向不变（即经过光心的光线传播方向不变）。
2.跟主光轴平行的光线
平行必过焦点（即平行于主光轴的光线经透镜折射后，折射光线或其光线的反向延长线经过焦点）。
3.通过透镜焦点的光线
过焦点必平行（即入射光线或其延长线经过焦点时，折射光线平行于主光轴）。
凸透镜靠近课本，透过凸透镜观察课本上的文字：
正立的放大的像
移动凸透镜的位置，透过凸透镜看到窗外远处的景物：
倒立的缩小的像
物体经凸透镜能成像。
物体经凸透镜所成的像有什么规律可循？
活动
在桌上放一块凸透镜，在凸透镜的一侧点燃一支蜡烛，调节蜡烛与凸透镜的距离，使蜡烛在光屏上得到倒立的像。
凸透镜能使物体成像。
在光屏上的像是倒立的；
像是由实际光线会聚而成的。
实像



F
F
S
画出光源S通过凸透镜成像的位置。
S

认识物距、像距
F
F
2f
2f
物距u
像距v
探究实践
物体到凸透镜的距离叫做物距（u）。
像到凸透镜的距离叫做像距（v）。
物距
像距
探究凸透镜成像的规律。
正立的放大的虚像
倒立的缩小的像
物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？
已有经验：
探究实践
思考
探究凸透镜成像规律
课本P76探究
提 出 问 题
物体经凸透镜所成像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系？
建 立 猜 想
物体经凸透镜所成像的大小、正倒可能
跟物体与凸透镜的距离（物距u）有关。
图2-67 凸透镜成像探究
光屏
凸透镜
蜡烛
光具座
设 计 实 验
选择1块凸透镜，在阳光下或利用平行光源测出凸透镜的焦距f = 厘米。用1支蜡烛作物体，研究蜡烛所成的像；用1块白色硬纸板做光屏，来承接蜡烛的像。
探究思考
1.我们可以怎样进行探究呢？
通过改变物距（u）的大小，观察凸透镜成像的特点。
2.通过对凸透镜的了解，有没有哪些特殊的物体位置
值得我们去探究呢？
凸透镜的焦点（也即一倍焦距）处。
1.把蜡烛、凸透镜和光屏依次放在成像装置上，调节它们的高低使它们的中心处于同一高度。想一想，为什么要这样做？
焰心、光心、光屏中心
目的是使像呈现在光屏的中央。
实验操作
2.点燃蜡烛，把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。然后将蜡烛逐次移近凸透镜，每次都需要调整光屏到凸透镜的距离，使蜡烛在屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒是如何随物距的减小而变化的。
①当烛焰在光屏上成倒立、缩小的像时，测量并记录物距和像距。
②当烛焰在光屏上成倒立、等大的像时，测量并记录物距和像距。
③当烛焰在光屏上成倒立、放大的像时，测量并记录物距和像距。
④当通过凸透镜能观察到蜡烛正立、放大的像时，测量并记录这时的物距。
试一试，蜡烛正立、放大的能成在光屏上吗？
不能成在光屏上，是虚像。
4. 记录实验数据：
将测量的结果记录在表 2-6中。
像的性质 实验次数 物距（厘米） 像距（厘米）
倒立、缩小的像 1
2
倒立、等大的像 1
倒立、放大的像 1
2
正立、放大的像 1
2
32 13.5
25 16.5
20 20
18 20.4
15 21.3
8.5
7.5
探究实践
探究凸透镜成像规律
得 出 结 论
当u f 时，在光屏上可得到倒立、缩小的 像。
当u f 时，在光屏上可得到倒立、等大的 像。
当 f u f 时，在光屏上可得到倒立、放大的 像。
当u f 时，不成像。
当u f 时，可透过凸透镜看到正立、放大的 像。
＞2 实
=2 实
＜ ＜2 实
=
＜ 虚
F
F
2f
2f
u>2f
F
F
2f
2f
u=2f
F
F
2f
2f
fF
F
2f
2f
u=f（不能成像）
F
F
2f
2f
u（1）你从下表中还可归纳出凸透镜成像的哪些特点？
物距（u）与焦距关系 像的性质 像距（v）与焦距关系
倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像 u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f
u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f
f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f
u＝f 不成像
u＜f 正立 放大 虚像
②成实像时，物距变小，像距变大，像变大；
①实像是倒立的，虚像是正立的；
③物距大于像距成缩小的实像、物距小于像距成放大的实像。
实验反思
④焦点是实像和虚像的分界点，
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点。
（2）什么情况下，像与物在凸透镜两侧？什么情况下像与物在凸透镜同侧？
u f，成虚像时物像同侧。
u>f，成实像时物像异侧；
（4）凸透镜成像实验中，什么情况下光屏上得不到像？
①没有调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使三者的中心大致在同一条直线上；
（3）为什么蜡烛放在凸透镜的焦点处不能成像？
烛焰射出的光线经凸透镜折射后，平行射出，不会会聚成像。
②蜡烛放在凸透镜的焦点；
③蜡烛在焦点以内成的像是虚像；
④成像太远，光具座不够长。
探究实践
（1）某小组实验时对图甲中的装置进行了改进，将蜡烛换成LED灯、光屏换成带有方格的光屏
①蜡烛换成LED灯的优点是 。
②光屏换成带有方格光屏的优点是
实验拓展
实验现象更明显、便于观察、成像稳定、形状直观、亮度高、减少污染等
便于比较像的大小
（2）若用不透明纸板将凸透镜上半部分遮住，光屏上能否看到像
（3）当物体通过凸透镜在光屏上成清晰的缩小的实像时，对掉蜡烛和光屏的位置，光屏上还能成像吗
仍能成完整的像，但亮度变暗。
能。根据光路可逆，光屏上能成倒立放大的像。
（4）实验时，蜡烛燃烧一段时间后，烛焰的像将位于光屏中心的 方；为了使烛焰的像能呈现在光屏中央，那么接下来他的操作是 。
将蜡烛向上调(或凸透镜向下调)
（5）在光屏上得到倒立缩小的实像，撤去光屏，还能看到像吗 简要说明观察该像的方法。
上
能。眼睛在光屏原来位置后侧某一区域向凸透镜方向看。
（6）利用现有器材，如何探究凸透镜成像时，烛焰在光屏上成的像是否左右颠倒。
用嘴轻轻的吹烛焰使其向左或向右摆动，然后观察光屏上烛焰像的变化情况。
探究实践
放大镜是一种焦距较小的凸透镜。
体温计刻度部分为三棱体，为了便于读数，其正面做成圆弧形。
体温计
u放大镜：
原理：
放大镜和照相机
原理：
照相机：
镜头
影像传感器
凸透镜
光屏
物距u
像距v
影像传感器会将这些光信号转换为电信号，然后再将电信号转变成数字信号，数字信号经过处理器处理，形成特定的图像文件，保存到存储器中。
u>2f时，能在影像传感器上成一个清晰倒立、缩小的实像。
放大镜和照相机
放大镜和照相机
举例说明在生活中凸透镜还有哪些用处。
生活中用到凸透镜的地方，比如投影仪、望远镜、显微镜等。
1.某凸透镜焦距为15cm，若将一物体放在此透镜前25cm处，则可在透镜的另一侧得到一个（ )
A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像
C．正立、放大的虚像 D．正立、缩小的虚像
A
2．小明同学做凸透镜成像的实验时，将点燃的蜡烛放在凸透镜前，在光屏上得到清晰的倒立、放大的实像，保持透镜位置不变，把蜡烛与光屏的位置对换，则 (　　)
A．光屏上有倒立、缩小的实像
B．光屏上有倒立、放大的实像
C．光屏上有正立、等大的虚像
D．光屏上没有像
A
迁移应用
课堂练习
3.在探究凸透镜成像规律的实验中，小欢同学先将点燃的蜡烛放在凸透镜前某一位置时，恰好在镜后26cm处的光屏上出现一个与蜡烛等大倒立的像;若将此蜡烛移至凸透镜前10cm处时，则( )
A.光屏上出现倒立放大的实像
B.光屏上出现倒立缩小的实像
C.将光屏远离凸透镜方向移动一段距离，光屏上才会出现倒立放大实像
D.无论怎样移动光屏，光屏上均不会出现实像
D
迁移应用
4.某同学用如图所示器材探究“凸透镜成像规律”，此时光屏上成清晰的像，下列说法不正确的是（ ）
A.光屏上成的是倒立、放大的实像
B.投影仪成像利用了这一规律
C.向右适当移动凸透镜，光屏上可以成倒立、缩小的实像
D.向右适当移动蜡烛，光屏上可以成正立、放大的虚像
D
迁移应用

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