4.3凸透镜成像的规律（课件）(共27张PPT)-2023-2024学年八年级物理上册（苏科版）

(共27张PPT)
仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而浸多也著于竹帛谓之仓颉之初作书盖依类象形故谓之文其形声相益即谓之字文者物象之本字者言孳乳而
3.凸透镜成像的规律
第四章 光的折射 透镜
凸透镜成像
壹
探究实验
贰
凸透镜成像规律
叁
生活中现象
肆
学习内容导览
想一想：下面这些都是利用凸透镜成的像，你 能给他们分分类吗？
凸透镜既能成正立.放大的像，也能成倒立.缩小的像。那么，凸透镜成像到底有哪几种不同的情况？请同学们通过实验来探寻规律吧！
学生实验：探究凸透镜成像规律
①光具座、凸透镜（焦距 f =10cm）、蜡烛（烛焰作为光源）、光屏等。
②摆放位置：从左到右，依次为蜡烛、凸透镜、光屏
f = 10cm
发光体—烛焰
光屏
实验器材：
信息快递： 光具座就是可以把凸透镜、光屏、蜡烛等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以测量各器材之间的距离。
物距u：物体到透镜光心的距离。
像距v：像/光屏到透镜光心的距离。
物距u
像距v
实验与记录：
1.记录所选凸透镜焦距为f=10cm。
2.组装并调整实验器材，使烛焰与光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。
调整方法：调节烛焰、透镜、光屏的中心，使它们的高度大致在同一高度。目的是为了使烛焰的像成在光屏的中央。
3、使蜡烛从距离凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜、每次调节光屏的位置，使光屏上成清晰的烛焰的像，注意观察像的大小.正倒是如何随物距的减小而变化的？
调整方法：蜡烛和光屏移动，保持凸透镜位置不动。蜡烛靠近凸透镜，光屏远离透镜，反之；蜡烛与光屏同向移动。 光屏成清晰的像时像清楚且比较亮，如看起来模糊而且暗需要前移或者后移光屏调节，直到光屏中央出现清晰的蜡烛像。
4、调整物距，使烛焰在光屏成倒立.缩小的像，多做几次，测量并记录物距和像距。
焦距 f=10 cm
像的性质 实验序号 物距u/cm 像距v/cm
倒立、缩小的像 1
2
30
15
22
18
⑤再调整物距，使烛焰在光屏上成倒立、放大的像，多做几次，测量并记录物距和像距。
焦距 f=10 cm
像的性质 实验序号 物距u/cm 像距v/cm
倒立、放大的像 3
4
18
23
15
30
⑥分析实验数据，你认为在何种情况下可以得到倒立.等大的像，焦距和物距.像距各是多少？换一个焦距不同的凸透镜再试一试自己的判断是不是正确的。
思维引导：我们发现蜡烛在22cm以外成缩小的像，18cm成放大的像而等大的像应该在缩小与放大的像之间，则物距=18~22cm之间，应多错几次实验，得到结论。
取两个焦距不同的凸透镜进行实验，当成倒立、等大的像时，记录焦距、物距、像距的实验数据如下：
像的性质 凸透镜的焦距f/cm 物距u/cm 像距v/cm
倒立、等大的像 10 20 20
倒立、等大的像 15 30 30
焦距 f=10 cm
⑦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；眼睛过透镜也看不到虚像。
焦距 f=10 cm
物距与焦距 的关系 物距 u/cm 像的性质 像距
v/cm
虚实 大小 正倒 u=f 10 不成像 ——
⑧当物距小于焦距时，移动光屏，在光屏上能看到烛焰的像吗？通过透镜观察烛焰，你能看到它的像吗？这个像是放大的还是缩小的，是正立的还是倒立的？将光屏置于像的位置，你能直接在光屏上看到像吗？
焦距 f=10 cm
现象：光屏上没有蜡烛的像；但是眼睛在光屏这侧通过凸透镜可见正立、放大的虚像。
实像是能看见也能在光屏上呈现的像。
虚像是能看见不能在光屏上呈现的像。
交流与小结：
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 15 2f >u >f 实像 放大 倒立 30
4 10 u =f 不成像 5 6 u u
凸透镜的焦距 f=10 cm
①实验1的物距是实验3的像距，像距是物距，反映出光的传播可逆性。
②通过u=v=2f可求出凸透镜焦距大小
③u倒立的总是实像；正立的总是虚像
分析与论证：
①分析上表的记录，发现主光轴上有两个位置是成像性质变化的分界点，一个是二倍焦距处，另一个是一倍焦距处（焦点处）。
二倍焦距处，是物体成缩小像与放大像的分界点；
一倍焦距处，是物体成倒立实像与正立虚像的分界点。
倒立的总是实像；正立的总是虚像
②当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像与像距是怎样变化的？
物距减小
像距增大
像变大
物近像远像变大，
物远像近像变小
思考：用手遮住一部分凸透镜，光屏上像还能完整么？像有什么变化？
物距u 像的性质 物与像 的位置 像距v 光屏能 否承接 应用
u>2f 倒立 缩小 实像 异侧 2f>v>f 能 照相机
u＝2f 倒立 等大 实像 异侧 v＝2f 能 测焦距
2f >u >f 倒立 放大 实像 异侧 v>2f 能 投影仪
u＝f 不成像 获得平行光
uu 不能 放大镜
总结：凸透镜成像规律
凹透镜成像规律：
通过作图法凹透镜只会成正立、缩小的虚像。同学们可以试着画出其它情况。
实验拓展：
1.蜡烛与光屏的移动方法？
同向移动（物靠近光屏远离）
2.实验时蜡烛能不能体现倒立的性质
“F”光源最好。成像清晰，能观察倒立的性质
3.蜡烛使用时会发现，蜡烛在光屏的像会上移为什么？
随着蜡烛变短，像上移。（物与像移动方向相反）
4.实验中有的同学向上移动凸透镜发现了什么？
凸透镜与像移动方向相同
5.实验使用两个不同焦距的凸透镜验证倒立.等大实像，同学们思考过如果在成倒立.缩小实像时物距不变改变凸透镜焦距会怎么样？
U不变时凸透镜焦距由小变大，相当于物体靠近凸透镜。
6.实验时，光屏不成像原因有哪些？
U=f U7.成实像时，物与像之间的距离L与f有何关系？
成实像时，物像间距L≥4f。
8.成实像时，物与像的移动速度相同么？
当u>2f 时物距移动较快；当f1. 如图所示是教学中常用的投影仪的示意图。观察投影仪的结构和成像特点，并简要说明凸透镜和平面镜在投影仪工作过程中的作用（请注意阅读投影仪的使用说明书）。
投影仪有一个相当于凸透镜的镜头，投影片上的图像通过这个凸透镜成一个放大的像。那么投影仪成像原理是2f >u >f成倒立、放大、实像，其中胶片到凸透镜是物距，投影屏幕到投影仪之间距离是像距。
平面镜的作用是改变光的传播方向，使实像成在光屏上。
2. 想一想，生活中还有地方用到了凸透镜？为什么要用凸透镜？
生活中用到凸透镜的设备如警眼、照相机、望远镜、幻灯机、摄像机、电影放影机、显微镜等等。
3. 将一个凸透镜正对太阳，可在距凸透镜20cm处得到一个最小、最亮的光斑。若将一个物体放在此透镜前30cm处，则可在凸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、缩小的实像。
4 . 在“探究透镜成像的规律”实验中，你也许已经发现：当物体通过凸透镜成实像时，物体距离透镜越远，所成的像越接近焦点；若物体距离透镜足够远（大于10倍焦距）时，所成的像与透镜间的距离就近似等于透镜的焦距。
据此，请你设计一种估测凸透镜焦距的简便方法，并简要说明实验步骤。
如可使稍远处的窗通过凸透镜在光屏上成清晰的像，这时光屏与透镜间的距离就近似等于透镜的焦距。
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
2.课外小实验活动中，小明将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近物理课本，透过玻璃杯观察书上的小丑图片（圆圈中的小丑图片与课本中的小丑图片实际大小相等），如图所示，他所看到的虚像是图中的（ ）
3.有一物体，放在离凸透镜 20cm 的地方，在另一侧的光屏上呈现了一个倒立、放大的实像。现将物体移到离透镜 10cm 的地方，移动另一侧光屏，在光屏上能呈现（ ）
A．倒立、放大的实像 B．倒立、缩小的实像
C．倒立、等大的实像 D．不成像