2022-2023学年人教版物理八年级上册 5.3凸透镜成像的规律 课件（一）(共27张PPT)

(共27张PPT)
5.3凸透镜成像的规律
科学家在观察夜象时，要用什么？
1．生活中的凸透镜能成什么样的像？
倒立、放大的实像
倒立、缩小的实像
正立、放大的虚像
观察与思考
F
F
2F
2F
物距u
像距 v
物距u：物体到 的距离；
像距v：像到 的距离；
焦距 f：焦点到___________的距离。
凸透镜光心
凸透镜光心
凸透镜光心
焦距 f
注意：因初中阶段我们研究的透镜均为薄透镜，其厚度可忽略不计，所以一般物距也可说为物体到透镜的距离，像距也可说为像到透镜的距离。
焦距、物距、像距
新课引入
照相机、投影仪都利用了凸透镜成像，放大镜本身就是凸透镜。但是它们所成像的特点却不同。
物体离照相机镜头比较远，成倒立、、缩小的实像。
投影片离镜头比较近，成一个放大的、倒立的实像。
物体离放大镜很近，成放大、正 立的虚像。
1、提出问题：
像的实虚、大小、正倒与什么因素有关？
2、猜想：
①可能与物距有关；
②可能与焦距有关。
实验：探究凸透镜成像的规律
3、实验器材：蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、光具座
如何组装实验器材？凸透镜、蜡烛、光屏如何放置？
把凸透镜固定在光具座上，再将光屏和点燃的蜡烛分别放置在凸透镜的两侧，调整凸透镜和光屏的高度，并使烛焰、凸透镜、 和光屏的中心大致在同一高度上，这可以使像成在光屏中央。
实验、探究凸透镜成像规律
（一）设计实验
1.实验方案：我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，观察成像的情况．观察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……时物体成像的情况．
实验、探究凸透镜成像规律
2.测量的量：（1）物距：物体到透镜的距离简称为物距，用符号u表示。(如上图所示)
（2）像距：指像到透镜的距离，用符号v表示。
3.实验器材： 光具座、光屏、凸透镜、蜡烛、火柴。
在光具座上放置蜡烛、凸透镜、光屏时，透镜放在光具座标尺中央。将蜡烛点燃作为物体，研究烛焰所成的像。
实验、探究凸透镜成像规律
（二）进行实验与收集证据
1、实验步骤：
（1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。（目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央）。
（凸透镜的焦距：f=10cm）
实验、探究凸透镜成像规律
（2）将凸透镜固定在光具座中间某刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察并记录像的大小和正倒。同时测出此时的物距u和像距v。
（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小测出物距u和像距v，并将数据记录在表格中；
实验、探究凸透镜成像规律
（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v ,并将数据记录在表格中；
（5）用不透明的纸板将凸透镜的上半部分遮住，观察光屏上所成的像是否 “完整” ，像的亮度有什么变化？
实验、探究凸透镜成像规律
（7）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内，移动光屏，光屏上不成像，眼睛过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小.测出物距u，并将数据记录在表格中。
（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距(在焦点处) ,移动光屏，光屏上不成像;眼睛过透镜看不到虚像；
实验、探究凸透镜成像规律
数据记录：
实验次数 物距u/cm 物距与焦距的关系 像的性质 像距v/cm
虚实 大小 正倒 1 30 u > 2f 实像 缩小 倒立 15
2 20 u = 2f 实像 等大 倒立 20
3 18 2f >u >f 实像 放大 倒立 23
4 10 u =f 不成像
5 7 u 像与物距的关系
凸透镜的焦距： f=10 cm
问题1：在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？
焦点是实像和虚像的分界点。
问题2：在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？
二倍焦距是缩小像和放大像的分界点。
问题3：什么情况下像和物体在凸透镜同侧？什么情况下像和物体在凸透镜异侧？
成虚像时物像同侧，成实像时物像异侧。
一焦分虚实。
二焦分大小。
虚像同侧正，实像异侧倒。
分析与结论：
问题4：当凸透镜成实像时，随着物距的增大，像距是怎样变化的？像又是如何变化的？
物距增大，像距减小，像会变小。
问题5：当凸透镜成虚像时，随着物距的增大，像距是怎样变化的？像又是如何变化的？
物距增大，像距增大，像会变大。
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
1、调节烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度目的：是使烛焰的像成在光屏中央
注意问题
2、为了方便观察实验应在较暗的环境下进行：减小其他光线对实验的影响，使实验现象更明显
3、凸透镜焦距的测量
①用平行光垂直照射凸透镜，在凸透镜的另一侧用光屏承接到最小最亮的光斑，测出光斑到凸透镜光心的距离即为焦距
★②使烛焰在光屏上成倒立、等大的实像，此时物距和像距均为焦距的2倍。
4.光屏上找不到像、像不完整，像未成在光屏中央的原因
(1)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心没有在同一高度(可能找不到像，也可能像不完整)
(2)三者中心在同一高度时光屏上找不到像的其他原因(①物距小于一倍焦距;②物距等于一倍焦距，光屏上出现的是光斑③物距太小，像距太大，超过了光具座的量程)
5.成虚像时眼睛观察方向(从光屏一侧，逆着折射光线观察烛焰所成的像)
6.光屏上成清晰的像时，对调蜡烛和光屏，光屏上仍能成清晰的像(光路可逆)
7.蜡烛、透镜、光屏动态移动规律(根据成实像时，物近像远像变大，物远像近像变小的规律判断
8. 从不同的方向都能看到光屏上的像，光屏上发生的是漫反射
9.实验中蜡烛燃烧逐渐变短的相关分析
(1)像的位置变化(像会逐渐向上移动)
★(2)让像成在光屏中央的调整方法(将蜡烛向上移动或将透镜向下移动)
10.用纸板遮住部分透镜时烛焰在光屏上会成完整(选填“完整”或“不完整”)的像
11.在凸透镜前加镜片的相关分析
(1)加凹透镜(近视眼镜):推迟光线会聚，像变大;
(2)加凸透镜(远视眼镜):光线提前会聚，像变小.
12、物距不变时，更换不同焦距的凸透镜的相关分析
(1)更换大焦距凸透镜:光线推迟会聚，像变大
(2)更换小焦距凸透镜:光线提前会聚，像变小
13、像距不变时，更换不同焦距的凸透镜的相关分析
(1)更换大焦距凸透镜:光线推迟会聚，蜡烛左移
(2)更换小焦距凸透镜:光线提前会聚，蜡烛右移
应用
1．照相机是根据什么原理工作的？
　　照相机是根据物体距凸透镜大于2倍焦距的原理制成的。
应用
2．幻灯机是根据什么原理工作的？
幻灯机是根据物体距凸透镜大于焦距小于2倍焦距的原理制成的。
练一练
如图所示，光屏上恰好成清晰的像，已知凸透镜的焦距为10cm，试回答下列问题：
静态成像规律：
（1）此时光屏上成的是________、________的实像；若将光屏、蜡烛互换位置，此时光屏上成的是________、________的实像。
（2）当蜡烛在30 cm刻度线处时，光屏应在_____刻度线cm处才能承接到_______、______的实像。
（3）当蜡烛放在凸透镜前15 cm处时，向右调整光屏，才能承接______、放大的____像。
（4）当蜡烛在45 cm刻度线处时，成________、放大的_____像。
倒立　
缩小
倒立　
放大　
70
倒立　
等大　
倒立　
实
正立　
虚
动态成像规律：
（5）将如图所示蜡烛向靠近透镜的方向移动（始终大于1倍焦距），则所成的像逐渐______（选填“变大”或“变小”），为了使像清晰，应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动。
（6）将光屏向靠近透镜的方向移动（始终大于1倍焦距），为了使像清晰，应将蜡烛向______（选填“左” 或“右”）移动，此时所成的像______（选填“变大” 或“变小”）。
（7）如图所示，保持蜡烛、光屏位置不动，移动透镜至_____ cm刻度线处，光屏上再次呈现清晰的像，此时得到的像_____ （“较大”或“较小”）。
变大
右
左　
变小
35
较大
变焦问题：
（8）如果改换成焦距为8cm的凸透镜，此时应将光屏向_____（选填“左”或“右”）移动，才能承接到清晰的像。
（9）①保持蜡烛和透镜位置不变，在透镜和蜡烛之间加一个凹透镜，那么应将光屏_____移（选填“左”或“右”），才能在光屏上呈清晰的像。
②保持透镜和光屏位置不变，将蜡烛右移，应在透镜和蜡烛之间加_________（选填“凸透镜”或“凹透镜”），才能在光屏上呈清晰的像。
小明同学在一次实验中，不小心用书本挡住了部分凸透镜，你认为此时在光屏上所成的像是一半呢还是完整的？
你准备如何验证你的想法
课后探究
凸透镜成像特点口诀：
一焦分虚实，二焦分大小；
虚像同侧正，实像异侧倒；
实像物远像近像变小，物近像远像变大。
虚像物远像远像变大。
归纳总结