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第五节 凸透镜成像
第二课时
探究凸透镜成像规律
提出问题
凸透镜成像的特点是什么？凸透镜成像有什么规律？
猜想与假设
凸透镜成像的大小可能与物体到凸透镜的距离有关……
探究凸透镜成像规律
设计实验
实验目的：探究凸透镜成像的规律
实验器材：光具座、“F”型光源、凸透镜、光屏
探究凸透镜成像规律
设计实验
物距（u）：物体到光心的距离
像距（v）：像到光心的距离
u
v
探究凸透镜成像规律
设计实验
实验步骤：
①将光源、凸透镜、光屏依次放置到光具座上，调节三者中心在同一高度；
②调节光源和光屏的位置，使光屏上出现清晰的缩小的实像，将相应的数据填写在数据记录表中。
③调节光源和光屏的位置，使光屏上出现清晰的等大的实像，将相应的数据填写在数据记录表中。
④调节光源和光屏的位置，使光屏上出现清晰的放大的实像，将相应的数据填写在数据记录表中。⑤调节光源的位置使其位于凸透镜的焦点处，观察是否能成像。
⑥调节光源的位置，使其成放大的虚像，正确观察虚像并将相应的数据填写在数据记录表中。
探究凸透镜成像规律
设计实验
注意：调整烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，这样做可使实验时的像都能成在光屏中央。
探究凸透镜成像规律
进行实验与收集数据
凸透镜的焦距 f = 10 cm
实验序号 物距u/cm 像距v/cm 像放大或 缩小 像的正、倒 像的虚、实
1 30 15 缩小 倒立 实像
2 25 17 缩小 倒立 实像
3 20 20 等大 倒立 实像
4 17 25 放大 倒立 实像
5 15 30 放大 倒立 实像
6 10 不成像 7 8 放大 正立 虚像
8 5 放大 正立 虚像
探究凸透镜成像规律
分析与论证
当u＞2f 时，f＜v＜2f，成缩小、倒立的实像；
当u=2f 时，v=2f，成等大、倒立的实像；
当f＜u＜2f 时，v＞2f，成放大、倒立的实像；
当u=f 时，不成像；
当u＜f 时，成放大、正立的虚像。
探究凸透镜成像规律
分析与论证
物距 像距 像的性质 应用
大小 正倒 虚实
u>2f
u=2f
fu=f
u缩小
等大
放大
不 成 像
正立
放大
实像
实像
实像
虚像
照相机
投影仪
放大镜
测焦距
fv=2f
v>2f
物像同侧
且v＞u
倒立
倒立
倒立
探究凸透镜成像规律
分析与论证
一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。
物近像远像变大，物远像近像变小。
实像异侧虚同侧，且虚像时物近像
近像变小。
探究凸透镜成像规律
常见问题
①如果光源、凸透镜、光屏的中心不在同一高度会出现什么情况？
如果像出现在光屏的上方或者下方应该如何调节？
像会呈在光屏的偏上方或偏下方（光屏上不能呈现完整的像）；
如果像出现在偏上方，可以将光源向上调节或将光屏向上调节。
探究凸透镜成像规律
常见问题
②如果遮挡住凸透镜的一部分会出现什么现象？
光屏上仍呈现完整的像，但像的亮度变暗。
③当光屏上呈现清晰的实像时，将光源和光屏的位置互换会出现什么现象？
当光屏上呈现清晰的实像时，移动凸透镜能够再次找到一个成清晰像的位置？
探究凸透镜成像规律
常见问题
光屏上仍能呈现清晰的像，但像的大小特点变化；
能够再次找到一个位置使光屏上出现清晰的实像。
1.焦点是什么像的分界点？凸透镜成实像的条件是什么？成虚像的呢？
2.两倍焦距是什么像的分界点？
3.凸透镜成实像时，物和像在透镜的同侧还是异侧？成虚像呢？
4.凸透镜成实像时，若想让像变大些，如何调节？
探究凸透镜成像规律
讨论交流
5.实验时，无论怎样移动光屏，在屏上都得不到烛焰的像，你能分析原因吗？
6.小明在实验中不小心用手将凸透镜遮住了一半，你认为此时在屏上的像是一半呢还是完整的？你准备如何验证你的猜想？
7.实验中，蜡烛点了一段时间后，光屏上得不到像了你能想出什么办法呢？
探究凸透镜成像规律
讨论交流
探究凸透镜成像规律
巩固练习
一、凸透镜成像与物距、像距的关系：
凸透镜焦距是8厘米
1.物体放在距透镜2 0厘米处，在透镜的另一侧的光屏上可得到一个_____、___、___的像，像距的范围是______。
2.若把物体放在12 厘米的位置上，调整光屏，可在光屏上得到一个__＿__像，像在______范围；
3.若将物体放在距透镜6厘米的地方，＿＿（能∕不能）在光屏上成接到像。那么能成一个____、____、_____像。
探究凸透镜成像规律
在探究凸透镜成像规律实验中，如图保持凸透镜的位置不变，分别将蜡烛放在a、b、c、d、e、f、g点，并分别调整光屏的位置，观察蜡烛在光屏上所成的像， 1.当蜡烛放在（ ）点，在光屏上出现最小的像。
2.当蜡烛放在（ ）点，光屏上看不到像，但从透镜另一侧可看到烛焰正立的放大的像。 3.当蜡烛放在（ ）点，光屏上看不到像，在透镜另一侧也看不到像。 4.当蜡烛放在（ ）点，光屏上成一个最大的像。 5.当蜡烛放在（ ）点，光屏上出现的像离透镜最远。 6.当把蜡烛由a向b移时，像的大小（ ），像距（ ）
a
b
c
d
e
g
2F
F
g
2F
F
凸透镜的三条特殊光线
过光心的光线
传播方向不改变
平行于主光轴的光线
折射光线过焦点
过焦点的入射光线
平行于主光轴射出
凸透镜成像原理光路图
凸透镜成像原理光路图
当u>2f 时， fF
F
P
P
O
F
F
当u=2f 时， v=2f 成等大倒立的实像
凸透镜成像原理光路图
P
P
O
F
F
当f2f 成放大倒立的实像
凸透镜成像原理光路图
P
P
O
F
F
当u=f 时，不成像
凸透镜成像原理光路图
O
F
F
当u凸透镜成像原理光路图
O
凸透镜成像原理光路图
巩固练习
如图，MN为凸透镜L的主光轴，A′B′为物体AB通过凸透镜所成的实像，请通过作图标出凸透镜L和两个焦点F的位置。
O
F
F
如图，MN为凸透镜L的主光轴，A′B′为物体AB通过凸透镜所成的虚像，请通过作图标出凸透镜L和焦点F的位置。
凸透镜成像原理光路图
巩固练习
凸透镜成像原理光路图
巩固练习
请在图中画出凸透镜的两条折射光线．（F为焦点，P为2倍焦距处）
凸透镜成像原理光路图
巩固练习凸透镜成像
一、凸透镜（会聚透镜）
1、外形特点：中央较厚，边缘较薄
2、相关概念
主光轴：通过两个球面球心的直线
光心（O）：凸透镜的中心
焦点（F）：平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点
焦距（f）：焦点到光心的距离
3、凸透镜对光线有会聚作用
实质：光的折射
理解：① 使原本会聚的光线提前会聚
② 使平行光会聚于一点
③ 使原本发散的光线发散程度变小
4、三种特殊光线
平行过焦 过焦平行 过心不变
二、凹透镜（发散透镜）
1、外形特点：中央较薄，边缘较厚
2、相关概念：
主光轴：通过两个球面球心的直线
光心（O）：凹透镜的中心
焦点（F）：平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点。（也称为虚焦点）
焦距（f）：焦点到光心的距离
3、凹透镜对光线有发散作用
实质：光的折射
理解：① 使原本会聚的光线延迟会聚
② 使平行光变得发散
③ 使原本发散的光线发散程度变大
4、三种特殊光线
平行过焦 过焦平行 过心不变
三、探究凸透镜成像规律
1、凸透镜成像规律
当u＞2f 时，f＜v＜2f，成缩小、倒立的实像；（照相机、眼睛）
当u=2f 时，v=2f，成等大、倒立的实像；（测焦距）
当f＜u＜2f 时，v＞2f，成放大、倒立的实像；（投影仪、幻灯机）
当u=f 时，不成像；
当u＜f 时，成放大、正立的虚像。（放大镜）
2、表格
口诀：一倍焦距分虚实，两倍焦距分大小。
物近像远像变大，物远像近像变小。
实像异侧虚同侧，且虚像时物近像近像变小。
3、常见问题：
①调整烛焰、凸透镜和光屏三者中心大致在同一高度，这样做可使实验时的像都能成在光屏中央。
②如果光源、凸透镜、光屏的中心不在同一高度会出现什么情况？
如果像出现在光屏的上方或者下方应该如何调节？
像会呈在光屏的偏上方或偏下方，不在光屏中央（光屏上不能呈现完整的像）；
如果像出现在偏上方，可以将光源向上调节或将光屏向上调节。
③如果遮挡住凸透镜的一部分会出现什么现象
光屏上仍呈现完整的像，但像的亮度变暗。
④当光屏上呈现清晰的实像时，将光源和光屏的位置互换会出现什么现象？
当光屏上呈现清晰的实像时，移动凸透镜能够再次找到一个成清晰像的位置？
光屏上仍能呈现清晰的像，但像的大小特点变化；
能够再次找到一个位置使光屏上出现清晰的实像。
⑤实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到烛焰的像，你能分析原因吗？
物距小于或等于一倍焦距；或凸透镜中心 光屏中心 烛焰的中心不在同一高度。
⑥实验时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到烛焰清晰的像，你能分析原因吗？
像距较大，光具座长度不够。
⑦两位同学用相同透镜进行实验，在物距相同时，测出像距不同，什么原因？
没有找到最清晰的像的位置。
⑧当物距在一倍焦距以内时，观察虚像的操作是什么？
取下光屏，从光屏一侧通过凸透镜向蜡烛（F型光源）一侧观察。
4、凸透镜成像原理光路图
