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第五节 科学探究:凸透镜成像
第四章 多彩的光
第2课时 凸透镜成像
趣味小实验
情 境 导 入
1.知道凸透镜成像的规律。
2.经历探究凸透镜成像规律的全过程,通过实验探究,得出凸透镜成像的规律。
学 习 目 标
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
【问题探究】
【探究问题】
f
F
O
凸透镜
【实验方案】
光屏
物体
像的虚、实,大、小,正、倒跟物距有什么关系呢?
凸透镜成像可能与物体到透镜的距离有关。
一、探究凸透镜成像的规律
【提出猜想】
【实验器材】
两个物理名词及实验前的调节
凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座
物距(u)
像距(v)
物距u :
像距 :
物体到透镜中心的距离。
像(光屏)到透镜中心的距离。
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上?
调节烛焰、透镜、光屏的中心,使三者的中心在同一高度上,为了使烛焰的像成在光屏的中央。
(1)组装实验装置,将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度。
(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,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
(3)把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,仍使u>2f,仿照步骤 (2)再做2次实验,分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
【进行实验与收集证据】
(4)把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使f<u<2f,调整光屏到凸透镜的距离,使烛焰在光屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
(5)把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使f<u<2f,仿照步骤(4)再做2次实验,分别观察实像的大小和正倒。记录物距u和像距v。
(6)把蜡烛向凸透镜移近,改变物距u,使u<f,在光屏上不能得到蜡烛的像,此时成虚像,应从光屏这侧向透过透镜观察蜡烛的像,观察虚像的大小和正倒。
凸透镜焦距f=____cm
物距与焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距/cm
虚实 大小 正倒
【实验表格】
分析表中的记录,找出凸透镜成像的规律
uf 时成实像,uf 时成虚像 (一倍焦距点分虚实 )
(1)像的虚实:
凸透镜在什么条件下成实像?在什么条件下成虚像?
【分析与论证】
(2)像的大小:
凸透镜在什么条件下成缩小的实像?在什么条件下成放大的实像?有没有缩小的虚像?
>2 时,成缩小像; < 时,成放大像 (二倍焦距点分大小 )
虚像都是放大的。
当u= =2f 时成等大的实像。
二倍焦距点分大小,没有缩小的虚像。
(3)像的正倒:
凸透镜在什么条件下成正立的像?在什么条件下成倒立的像?
u>f 时成实像,是倒立的;
u<f 时成虚像,是正立的。
(4)物距连续变化时像的大小及像距的变化。
当物体成实像时,物距增大,像距减小,所成的像变小。
(物远像近像变小)
当物体成虚像时,物距增大时,像距增大,所成的像变大。
(物远像远像变大)
物距(u) 像的性质 倒立或 正立 放大或 缩小 实像或 虚像 像距
( )
u>2f 倒立 缩小 实像 f<<2f
u=2f 倒立 等大 实像 =2f
f<u<2f 倒立 放大 实像 >2f
u=f 不成像、得到一束平行光 u<f 正立 放大 虚像 >u
凸透镜成像的规律
课 堂 小 结
1.某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像。当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像。这个凸透镜的焦距可能是 ( )
A.10 cm B.8 cm C.6 cm D.4 cm
2.用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼,从侧面观赏缸内的鱼,你看到的那条鱼是( )
A.缩小的实物 B.等大的实像
C.放大的实像 D.放大的虚像
3 .物体经凸透镜所成的像,无法显示在光屏上的是( )
A . 倒立的像 B . 放大的像
C .缩小的像 D .正立的像
C
D
D
课 堂 检 测
4.用凸透镜成像时,下列说法正确( )
A .成实像时,物体离凸透镜越远,像越大
B .成虚像时,物体离凸透镜越近,像越大
C .实像总是倒立的,虚像总是正立的
D .实像和虚像都可能是放大或缩小的
C
5.如图所示,保持凸透镜的位置不变,先后把烛焰放在A、B、C、D、E各点,并分别调整光屏的位置。则:
(1)把烛焰放在_____点,屏上出现的像最大;
(2)把烛焰放在_____点,屏上出现的像最小;
(3)把烛焰放在_____点,屏上出现清晰的像时,屏距凸透镜最远;
(4)把烛焰放在_____点,屏上不会出现像。
C
A
D
B
C
F
2f
F
光屏
E
A
C
D、E
6. 小明探究凸透镜成像的实验装置如图甲所示:
(1)如图甲,为了使烛焰的像能够呈在光屏中央,应将________向下调整,使烛焰、凸透镜和光屏的中心大致在__________。
(2)将凸透镜固定在光具座上50 cm刻度线处,将点燃的蜡烛移动到光具座上30cm刻度线处,移动光屏到合适位置,在光屏上得到一个清晰、等大、倒立的像,则该凸透镜的焦距为_________cm。
(3)在(2)的基础上将蜡烛在光具座上远离凸透镜,为了在光屏上得到清晰的像,则应向________(填“左”或“右”)移动光屏到合适的位置。
(4)如图乙,保持蜡烛和光屏的位置不变,将凸透镜从位置移动到位置,两次在光屏上都出现清晰烛焰的像,当凸透镜在______(填“”或“”)处时,光屏上所成清晰的像较大;当凸透镜在位置时,人眼在如图所在位置______(填“能”或“不能”)看到烛焰的像。
甲 乙
凸透镜
同一高度
10
左
能
再见