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第五章 透镜及其应用
第3节 凸透镜成像的规律
第1课时 实验探究:凸透镜成像的规律
照相机
倒立缩小的实像
放大镜
正立放大的虚像
投影仪
倒立放大的实像
一、观察与思考
1.提出问题
凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系?
2.做出猜想
二、探究凸透镜成像的规律
可能跟物体到凸透镜的距离的远近有关,可能跟凸透镜的焦距有关等。
3.预备知识
两个物理名词及实验前的调节
1.物距(u): 物体到凸透镜中心的距离;
2.像距(v): 像到凸透镜中心的距离;
3.烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平高度。
4.设计实验
目的:通过探究活动,了解凸透镜成像的规律。
器材:光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴
设计表格:
物距(u) 像的性质
倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像 像距( v)
u>2f
f<u<2f
u=f
u<f
一束平行光
u=2f
(1)测焦距:将透镜正对着太阳光,在透镜的另一侧放置一张白纸,直到白纸上出现又小又亮的光斑,测量光斑到透镜的距离,即是焦距。f=10cm,2f=20cm
(2)按从左到右的顺序摆放蜡烛、凸透镜、光屏。并点燃蜡烛,调整烛焰、凸透镜、光屏三者中心在同一高度(目的是为了使像成在光屏中央)
5.进行实验
f
f
2f
2f
物距u
像距v
蜡烛
凸透镜
光屏
(3)将蜡烛放在2f之外的地方,移动光屏,直到光屏上出现清晰的像,观察像的大小与倒正。
大于2倍焦距
倒立、缩小、实像
(4)把物体放在2倍焦距上,观察像的大小、倒正、虚实。
等于2倍焦距
倒立、等大、实像
(5)将蜡烛移到2f和f 之间,重复以上的操作,进行观察和测量。
小于2倍焦距
倒立、放大、实像
(6)把物体放在焦点上,观察能否成像。
等于1倍焦距
不成像
(7)继续移近蜡烛,使u<f,在光屏上能否得到像呢?怎样才能看到蜡烛的像呢?透过凸透镜观察像的情况。
小于1倍焦距
正立、放大、虚像
物距 (u) 像的性质
倒立 或正立 放大 或缩小 实像 或虚像 像距
( v)
u>2f
u=2f
f<u<2f
u=f
u<f
v=f
f<v<2f
v=2f
v>2f
不成像、得到一束平行光
一束平行光
倒立
实像
缩小
实像
实像点
等大
放大
实像
正立
放大
虚像
v> u
6.分析和论证
倒立
倒立
分界点:一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;
实像的位置:物在外(二倍焦距以外)、像在间(焦距与二倍焦距之间);物在间、像在外。
实像的变化:物近像远像变大。
虚像的变化:物近像近像变小。
7.评估和交流
凸透镜成像规律记忆口诀
(1)u=f是实像和虚像的分界点。
(2)u=2f是像大小的分界点。
(3)凸透镜成实像都是倒立的,虚像都是正立的。
(4)物体离焦点越近,像离焦点越远,且像越大。
8.分析归纳
课堂小结
1.凸透镜成像的规律是什么?
2.你得到这个规律用的是什么方法?
1.用凸透镜正对着太阳,发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点, 那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时,光屏上得到的像是( )
A.正立放大的像 B.正立缩小的像
C.倒立缩小的像 D.倒立放大的像
D
2.某物体放在离凸透镜20cm处,无论怎样移动光屏,光屏上始终得不到像,则该凸透镜的焦距可能是( )
A.30cm B.15cm
C.10cm D.5cm
A
巩固练习
3.凸透镜的焦距为10cm,将物体放在凸透镜前8cm处时,光屏上得到的是 ( )
A.倒立、放大的虚像 B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.没有像
A
4.凸透镜的焦距为10cm,将物体放在凸透镜前25cm处时,光屏上得到的是 ( )
A.倒立、放大的虚像 B.正立、放大的虚像
C.倒立、缩小的实像 D.倒立、放大的实像
C
5.一个物体在凸透镜前20cm处时,若要看到正立、放大的像,则透镜的焦距f ( )
A.10cm < f< 20cm B. f > 10cm
C.f < 10cm D. f > 20cm
D
6.凸透镜的焦距为10cm,要使物体通过凸透镜成正立、放大的像,物体离凸透镜的距离是( )
A. u<10cm B. 10cmC. u>20cm D. u>10cm
D
8.一个物体在凸透镜前20cm处时,在屏上成一倒立、缩小的像,则透镜的焦距f ( )
A.20cm > f >10cm B. f >10cm
C. f > 20cm D. f <10cm
7.凸透镜的焦距为10cm,要使物体通过凸透镜成倒立、 缩小的实像,物体离凸透镜的距离是 ( )
A. u<10cm B. 10cmC. u>10cm D. u>20cm
D
D
9.(1)如图所示,把点燃的蜡烛放在___处,光屏上出现缩小的像,把点燃的蜡烛放在_____处,光屏上出现放大的像;放在_____处时,光屏上不会成像。
(2)在物距不断减小的过程中,像距不断_____,像的大小不断______;当物距小于_____时,无论怎样移动光屏,都不能在光屏上得到烛焰的像。
A
D
B
C
F
2f
F
光屏
A
C
D
增大
变大
f