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第三章 光和眼睛
3.6 探究凸透镜成像规律
第2课时
1.通过光路图描述凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系。
2.解释放大镜的工作原理,理解虚像和实像的区别。
3.尝试根据凸透镜的成像规律,解释常见光学仪器的工作原理。
◎重点:了解凸透镜成像的规律及其应用。
1.预习前,根据上一节自己所做的“探究凸透镜成像规律”实验,理解物体在凸透镜的不同位置所成的像的规律。
2.预习时,回忆凸透镜对特殊光线作用的画法,仿照u>2f所示画出u=2f、f<u<2f、u<f、u=f的光路图,并根据光路图再次分析凸透镜成像规律。
凸透镜成像规律
1.与主光轴平行的光线经凸透镜折射后通过 焦点 。根据光路可逆可知,经过焦点的光线经凸透镜折射后会 平行于主光轴 。通过光心的光线传播方向 不变 。请完成以下光路:
焦点
平行于主光
轴
不变
2.凸透镜成像的规律既可以通过实验探究,也可以通过凸透镜的成像光路图得出结论。如:当u>2f时,光路图如图所示。
由图可得出规律:当u>2f时,在凸透镜的 异侧 成 倒立 、 缩小 的 实 像。
异侧
倒立
缩小
实
3.请观察u=2f、f<u<2f 、u=f、u<f的光路图,并总结出凸透镜成像规律。
(1)当物距u=2f时,在凸透镜的 异侧 成 倒立 、 等大 的 实 像。
(2)当物距f<u<2f时,在凸透镜的 异侧 成 倒立 、 放大 的 实 像。
(3)当物距u=f时, 不成 像。
(4)当物距u<f时,在凸透镜的 同 侧成 正立 、 放大 、 虚 像。
异侧
倒立
等大
实
异侧
倒立
放
大
实
不成
同
正立
放大
虚
总结规律:
一倍焦距分虚实,一倍以内成 虚像 ,一倍以外成 实像 ;两倍焦距分大小,两倍以外像 缩小 ,两倍以内像 放大 。成实像时,物距越小,像距越 大 ,像也越 大 。
虚像
实像
缩小
放大
大
大
凸透镜的应用——放大镜
阅读课本,完成“活动1 研究近视眼镜和远视眼镜”完成下列问题。
4.放大镜的原理是 物体在凸透镜的焦点以内,成正立、放大的虚像 。通常选用焦距比较 短 的凸透镜作为放大镜。
物体在凸透镜的焦点以内,成正立、放大
的虚像
短
5.洋洋用放大镜看指纹时,觉得指纹的像太小,为使指纹的像大一些,正确的做法是( B )
A.眼睛和手指不动,让放大镜离手指稍近些
B.眼睛和手指不动,让放大镜离手指稍远些
C.放大镜和手指不动,让眼睛离放大镜稍近些
D.放大镜和手指不动,让眼睛离放大镜稍远些
B
1.放大镜成的像都是正立、放大的虚像吗?
答 不一定。放大镜是凸透镜,如果物体在放大镜的一倍焦距以内,则它所成的像是正立、放大的虚像;如果物体在放大镜的一倍焦距和两倍焦距之间,则它所成的像是倒立、放大的实像;如果物体在放大镜的两倍焦距以外,则它所成的像是倒立、缩小的实像。
2.当物体距凸透镜8 cm时,在透镜另一侧光屏上成一个清晰放大的实像,若保持物体与光屏的位置不变,把凸透镜向光屏方向移动2 cm,则在光屏上又成一清晰的缩小的像。则凸透镜的焦距是( C )
A.f<2 cm B.2 cm<f<4 cm
C.4 cm<f<5 cm D.5 cm<f<8 cm
C
【分析】当u=8 cm时,在光屏上成一清晰放大的实像,所以f<8 cm<2f,解得4 cm<f<8 cm。凸透镜向光屏移动2 cm后,新的物距u'=10 cm,据凸透镜成像规律,此时10 cm>2f,所以f<5 cm,结合4 cm<f<8 cm,可得4 cm<f<5 cm。
3.我们在多媒体教室上课时,用到了投影仪,知道胶片很小而银幕上画面很大,你知道它是利用凸透镜成像中的哪一原理吗?胶片放在什么位置,怎样放置才使银幕上的画面正立且更大?
答 原理是物体在凸透镜的一倍焦距以外,两倍焦距以内(即f<u<2f )成倒立、放大的实像。将胶片倒置则所观察到的画面为正立的像,将胶片放在凸透镜的焦点和两倍焦距处之间,越靠近焦点银幕上画面越大。
小汤观察到他家的防盗门上有一个“猫眼”。当他在家里通过“猫眼”朝外望时,看到屋外的客人的正立、缩小的像,而他到室外通过“猫眼”朝内看却看不清屋内的人,这是因为门镜是由两块透镜组合而成。当我们从门内向外看时,物镜是凹透镜,目镜是凸透镜。物镜的焦距极短,它将室外的人或物成 缩小、正立的虚
缩小、正立的虚
像,此像正好落在目镜的焦点之内,目镜起着 放大镜 的作用,最后得到一个比物体小的正立虚像,此像恰又成在人眼的明视距离附近,对于门外的情况,就看得清楚了。
放大镜