粤沪版物理八年级上册 3.6 探究凸透镜成像规律课件(共47张PPT)

(共47张PPT)
3.6 探究凸透镜
成像规律
第三章 光和眼睛
1
课堂讲解
2
课时流程
凸透镜成像规律
凸透镜成像规律的应用
放大镜
课后作业
逐点
导讲练
课堂小结
当堂检测
蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”
的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之
宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生
的画面呢？
加酒
知1－导
1
知识点
凸透镜成像规律
1. 照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？
2. 它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？
1. 照相机成倒立、缩小的实像；
投影仪成倒立、 放大的实像；
放大镜成正立、放大的虚像。
2. 照相机成像时离镜头较远，幻灯机成像时离
镜头较近，放大镜成像时离凸透镜最近。
知1－讲
凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
【猜想】根据已有知识提出猜想：物距大，成倒立、
缩小的实像；物距小，成倒立、放大的实像；物距更
小，成正立、放大的虚像。
【实验器材】实验装置如下图所示，器材主要有光具
座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
问题
知1－讲
【实验方案】改变物距大小，观察不同物距所成
像的大小、正倒、虚实。
f
F
O
凸透镜
光屏
物体
知1－讲
本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？
1. 如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
2. 如何找到像的位置？
3. 如何能更加方便的测出物距和像距？
4. 实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设
计一个表格记录实验数据？
问题
知1－讲
1. 使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
2. 点燃蜡烛，使蜡烛位于凸透镜前某一位置，左右
移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，此时光屏
的位置就是像的位置。若无论怎样移动光屏都得
不到像，可取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察。
知1－讲
3. 固定凸透镜在光具座上，调节蜡烛和光屏的位置改
变物距和像距。
4. 需记录像的正倒、大小、虚实，物距和像距，像与
物的位置关系。
知1－讲
研究“像与物距的关系”数据记录表格
实验次数 物距u/cm 像的性质 像距v/cm
正、倒 大、小 虚、实
1
2
3
4
5
6
7
8
……
知1－讲
【进行实验】下面请同学们使蜡烛位于凸透镜前的
不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，
并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分
别记录在实验数据记录表格内。
知1－讲
物距 像的情况
像距 方向 大小 虚实
u>2f fu=2f v=2f 倒立 等大 实像
f2f 倒立 放大 实像
u=f 不成像
u实验结论
知1－讲
【分析归纳】分析实验数据，归纳得出成像规律：
物距(u) 像 的 性 质 像距(v)
正、倒 大、小 虚、实 位置
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 f＜v＜2f
u=2f 倒立 等大 实像 异侧 v=2f
fu=f 不成像，大小不变的圆形光斑
u知1－讲
【巧学妙记】
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异
侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点、
以内反变化。
知1－讲
1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
2.当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规
律测量一未知凸透镜的焦距？
3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的
像吗？像有什么变化？
4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏
中心，可以将蜡烛怎样移动？
问 题
知1－讲
1. 物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光
轴，故不成像，可获得平行光
2. 求焦距：成等大实像时，f= u/2
3. 通过实验观察知：仍能成完整的像，像变暗。
4. 通过实验观察可知：蜡烛向上移动。
知1－讲
【蝴蝶杯显影释疑】
1.结构
知1－讲
2.显影原理
(a)没酒水时，蝴蝶图片在凸透镜的焦点上。
(b)注入酒水后，酒水和凸透镜的共同作用相当
于增大了凸透镜的焦距，使蝴蝶图片在凸透
镜焦点以内，成正立、放大的虚像。
(c)蝴蝶杯显影光路图。
知1－讲
〈江苏扬州，实验探究题〉利用光具座探究凸透镜成像规律：
(1)实验中出现了如图所示的情形，要使像成在光屏中央，应将光屏向________(填“上”或“下”)调整。
【例1】
下
知1－讲
(2)已知凸透镜焦距为10 cm，将蜡烛放在距离凸透镜
25 cm处，调节光屏可得到倒立、________(填“放
大”“缩小”或“等大”)的实像，应用这个原理工作的
仪器有________。
(3)在上述实验的基础上，将蜡烛向远离透镜的方向移
动，要在光屏上得到清晰的像则应将光屏_____(填
“远离”或“靠近”)透镜，光屏上的像________(填“变
大”“变小”或“不变”)。
缩小
照相机
靠近
变小
知1－讲
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心大致在同一高度
上，像才能成在光屏的中心，所以光屏向下移动。
(2)透镜的焦距为f＝10 cm，蜡烛放在距离凸透镜25 cm
处，即u＝25 cm＞2f，这时成倒立、缩小的实像。
应用这一原理工作的是照相机。
(3)将蜡烛向远离透镜的方向移动，像就会靠近透镜，
因此光屏应当靠近透镜，且光屏上的像会变小。
【解析】
总 结
知1－讲
(1)物距在不同的范围内的不同位置要进行两次或两次以
上的实验，目的是使结论更准确并具有普遍性，排除
偶然性。
(2)随着实验的进行，蜡烛在不断燃烧，会使烛焰的像越
来越靠近光屏的上端，这时的调节方法有三种：①将
光屏向上移动；②将烛焰向上移动；③将凸透镜向下
移动。
总 结
知1－讲
(3)若将凸透镜的一部分用遮光板遮住，由于
烛焰上所有发光点发出的光仍然能被凸透
镜剩下的部分折射到光屏的相应位置，所
以成像的性质不变，只是因折射到光屏上
的光线减少而使像变暗了。
(中考·杭州)小王同学用光具座做凸透镜成像实验时，蜡烛的像成在了光屏上侧，为了使蜡烛的像能成在光屏中央，以下操作可达到目的的是(　　)
A．将凸透镜往上移　　　　
B．将光屏往下移
C．将蜡烛往上移
D．将蜡烛往下移
1
知1－练
C
(中考·潍坊)如图所示，是探究凸透镜成像规律的实验装置，烛焰、透镜和光屏的中心大致在同一高度，当凸透镜的焦距f＝10 cm、物距u＝15 cm、像距v＝30 cm时，在光屏上得到________、________的实像，撤去光屏，简要说明观察该像的方法______________________________________。
2
知1－练
倒立
放大
在光屏位置的后面向透镜方向观察
凸透镜成像规律可用简要归纳成下面几句话：
1.一倍焦距分虚实（即物体放在凸透镜的焦点处，不能成
像；当物距小于焦距时，成虚像；物距大于焦距时，成
实像，也就是说，焦点是凸透镜成虚像或实像的分界
点），二倍焦距定大小（是说物距大于1倍焦距而小于2
倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距大于2倍焦距时，
成倒立、缩小的实像；在物距小于1倍焦距时，成正立、
放大的虚像。即2倍焦距处是成放大实像或缩小实像的
分界点） 。
2
知识点
凸透镜成像规律的应用
知2－讲
知2－讲
2. 实像总是异侧倒（即成实像时，总是像、物异
侧，像相对于物是倒立的）， 虚像总是同侧正
（即成虚像时，总是像、物同侧，像相对于物是
正立的） 。
3. 物近像远像变大，（即物体靠近透镜时，像要
远离透镜，同时像要变大） 物远像近像变小
（即物体远离透镜时，像要靠近透镜，同时像要
变小）。
知2－讲
4. 像的大小像距定（即像距变大时像变大，像距
变小时像变小），像儿跟着物体跑（即物体向
哪个方向运动，像就向哪个方向运动）。
利用凸透镜成像的规律可以确定像的性质，也可
以确定焦距的范围，还可以确定物距与像距的变
化关系及像的大小变化。
知2－讲
〈沈阳〉某物体通过一凸透镜成倒立、放大的实像，此时像距为15 cm；当物体移到该透镜前20 cm处时，能够用光屏承接到的像为________立、________(填“放大”“缩小”或“等大”)的像。
【例2】
倒
缩小
知2－讲
因为像距为v＝15 cm时，凸透镜成倒立、放大的
实像，所以此时v＞2f，即15 cm＞2f，解得：f＜
7.5 cm。当物体移到该透镜前20 cm时，u＝20 cm，
故此时u＞2f，因此成倒立、缩小的实像。
【解析】
知2－练
1
(中考·宜昌)手持一个凸透镜在室内的白墙和窗户之间移动(离墙更近些)，在墙上能看到(　　)
A．倒立、缩小的实像
B．倒立、放大的实像
C．正立、放大的虚像
D．正立、缩小的虚像
A
知2－练
2
(漳州改编)用手机摄像头扫描二维码(如图)可快速登录网页，访问网络数据，当手机扫描二维码时(　　)
A．摄像头相当于凸透镜
B．二维码是光源
C．二维码位于摄像头的一倍焦距以内
D．二维码通过摄像头成的像在一倍焦距以内
A
3
知识点
放大镜
知3－导
知3－讲
用放大镜观察物体，像是缩小还是放大？像是正
立还是倒立？像与物体位于透镜的同侧还是两侧？
成像特点：
1. 放大镜成放大正立的虚像。
2. 像与物体位于凸透镜的同侧。
知3－讲
生活中的放大镜：
知1－练
　　
1
放大镜其实就是一个凸透镜，其作用是(　　)
A．使光线会聚　　　　
B．使光线发散
C．反射从物体射来的光
D．使物体成像
D
　　
知1－练
2
(中考·汕尾)某些手表上有一个圆滑的透明凸起，通过它看日期会觉得很清楚，这是因为这个圆滑的凸起相当于一个________，我们看到的实际上是一个________(填“放大”或“缩小”)的________(填“实像”或“虚像”)。
虚像
凸透镜
放大
两个分界点
两个一致性
焦点：实像、虚像的分界点
二倍焦距：成放大、缩小实像的分界点
像与像距大小变化
像与物移动方向
u>f:实像
u<2f:放大
u>2f:缩小
u物向右，像向右
物距变大，像变大
1. 凸透镜成像规律及其应用：
物距u 像的性质 应用
正倒 大小 虚实 像距v
u＞2f 倒 缩小 实 2f＞v＞f 照相机、摄像机
u＝2f 倒 等大 实 v＝2f 测焦距
2f＞u＞f 倒 放大 实 v＞2f 投影仪、幻灯机
u＝f 不成像
u＜f 正 放大 虚 v＞u 放大镜
2. 凸透镜成像中物体与像的移动规律：凸透镜成实像
时，若凸透镜不动，物体向上移动，像会向下移动。
若物体不动，凸透镜向上移动，像也向上移动。
3. 凸透镜成像规律：(如图所示)
(中考·菏泽)在做“探究凸透镜成像”的实验时，将焦距为10 cm的凸透镜和蜡烛放在光具座上，位置如图所示。则在光屏上(　　)
A．成倒立放大的实像
B．成倒立缩小的实像
C．不会得到像
D．像距大于10 cm小于20 cm
1
A
(中考·南充)把一个凸透镜正对着太阳光，在另一侧距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑。将点燃的蜡烛放在离凸透镜14 cm处，经凸透镜所成的像是(　　)
A．正立、放大的虚像
B．倒立、放大的实像
C．倒立、缩小的实像
D．正立、放大的实像
2
A
3
(中考·襄阳)如图所示，在“探究凸透镜成像的规律”实验中，若将点燃的蜡烛依次放在a、b、c三处，其中蜡烛放在________处得到的实像最大，放在________处得到的实像最小。
b
c
(中考·益阳)如图是凸透镜成实像时像距v和物距u的关系图像，分析图像可知(　　)
A．该凸透镜的焦距是10 cm
B．当物距u＝30 cm时，
像距v＝30 cm
C．物距增大时像距也增大
D．当物距u＝15 cm时，成缩小的像
4
A
5
【长沙】在“探究凸透镜的成像规律”实验中，小明进行了以下探究：
(1)让一束平行光正对凸透镜照射，移动光屏，直到光屏上出现一个最小、最亮的光斑，如图甲所示，则该凸透镜的焦距为________cm；
10
(2)将一支点燃的蜡烛放在如图乙所示的位置，移动光屏，直到光屏上得到清晰的像，此时的成像原理与生活中的________成像原理相同；
(3)将点燃的蜡烛移到标尺上40 cm和50 cm之间的某一位置后，此时应取下光屏，从凸透镜的________(填“左”或“右”)侧透过凸透镜观察像。
照相机
右