4.5 科学探究：凸透镜成像 课件(共31张PPT) 2023-2024学年物理沪科版八年级全一册

(共31张PPT)
第四章 多彩的光
第五节 科学探究：凸透镜成像
新课引入
新课讲授
随堂练习
课堂小结
新课引入
很多同学认为这是一则假消息，水怎么能生火呢？有探究精神的萌小牛同学利用透明塑料袋装了一些水来进行了模拟实验，结果点燃了干草。
这节课我们就来解密这个事件。
网络上有一则新闻：某农户塑料大棚内堆放着一堆干草，夏天雨后，由于未及时清理大棚薄膜上的积水，结果引燃了干草，造成了火灾。
凸透镜与凹透镜
知识点1
新课讲授
1.透镜的工作原理：透镜是利用光的折射原理制作的光学器件。
2.凸透镜
（1）形状：中央较厚、边缘较薄。凸透镜的两个表面或至少一个表面是球面的一部分。
凸透镜
（2）作用：凸透镜对光有会聚作用，故凸透镜又叫会聚透镜。
平行光通过凸透镜后将会聚于一点
F
F
（3）相关概念
①主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫主光轴，简称光轴。
②光心：透镜的中心称为光心（O）。凡是通过光心的光，其传播方向不变。
③焦点和焦距：平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点（F）。凸透镜两侧各有一个焦点。焦点到光心的距离称为焦距 f。
F
F
主光轴
光心
O
焦点
焦点
焦距 f
焦距 f
3.凹透镜
（1）形状：中央较薄、边缘较厚。凹透镜的两个表面或至少一个表面是球面的一部分。
（2）作用：凹透镜对光有发散作用，故凹透镜又叫发散透镜。
凹透镜
（3）平行于主光轴的光经凹透镜发散后，其反向延长线的交点叫凹透镜的焦点（F）。
F
F
光心
焦点
焦点
焦距 f
焦距 f
主光轴
4. 正确理解透镜对光的作用
（1）凸透镜对光有会聚作用：会聚作用是指经凸透镜折射后的光相对于入射光更靠近主光轴一些，并不是说通过凸透镜的光都是会聚的。
（2）凹透镜对光有发散作用：发散作用是指经凹透镜折射后的光相对于入射光更远离主光轴一些，并不是说通过凹透镜的光都是发散的。
5.怎样判断透镜类型
（1）如图甲，延长入射光线，入射光线延长线在折射光线外侧，可以看出光被会聚了，则该透镜是凸透镜。
（2）如图乙，延长入射光线，入射光线延长线在折射光线内侧，可以看出光被发散了，则该透镜是凹透镜。
O
F
6.凸透镜的三条特殊光线
（1）通过凸透镜光心的光线传播方向不变。
（2）通过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出。
（3）跟主光轴平行的光线经凸透镜折射后，折射光线通过焦点。
F
F
F
F
F
O
O
F
O
7.凹透镜的三条特殊光线
（1）通过凹透镜光心的光线传播方向不变。
（2）射向凹透镜的光线，如果其延长线通过焦点，则该光线经凹透镜折射后，折射光线平行于主光轴射出。
（3）跟主光轴平行的光线经凹透镜折射后，折射光线的反向延长线过焦点。
F
8.平行光（太阳光）聚焦法粗测焦距
（1）把一只放大镜正对着太阳光，再把一张纸放在它的另一侧，调整放大镜与纸的距离，使纸上出现一个最小、最亮的光斑，即凸透镜的焦点的位置。
（2）测出光斑到凸透镜光心的距离，即该凸透镜的焦距，这种测凸透镜焦距的方法被称为平行光聚焦法。
平行光聚焦法粗测焦距
1.物距与像距
（1）物距：物体到凸透镜光心的距离，简称为物距（u）。
（2）像距：像到凸透镜光心的距离，简称为像距（v）。
凸透镜成像
知识点2
2. 实验：探究凸透镜成像的规律
（1）实验装置
（2）实验步骤
①将凸透镜放在蜡烛与光屏之间，点燃蜡烛，调整烛焰的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度，这样像才能成在光屏中心。
②使蜡烛与凸透镜间的距离大于2倍焦距，即u>2f，沿直线移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像。观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
③把蜡烛移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离等于2倍焦距，即u=2f，移动光屏，观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。
④把蜡烛再移向凸透镜，使蜡烛与凸透镜间的距离在1倍焦距与2倍焦距之间，即f判断烛焰的像是否最清晰的方法：向前或向后移动光屏，像都会变模糊。
⑤把蜡烛继续移向凸透镜，使蜡烛在凸透镜的焦点上，即u=f，移动光屏，看是否能够成像。
⑥把蜡烛移到凸透镜的1倍焦距以内，即u3.实验结论
物距 （u） 像的性质 像的位置 应用
倒正 大小 虚实 像距（v）
u＞2f 倒立 缩小 实像 f＜v＜2f 与物异侧 照相机
u＝2f 倒立 等大 实像 v＝2f 与物异侧 测焦距
f＜u＜2f 倒立 放大 实像 v＞2f 与物异侧 投影仪
u＝f 不成像、得到一束平行光
u＜f 正立 放大 虚像 v＞u 与物同侧 放大镜
4.分析与总结
（1）1倍焦距分虚实：当u＞f 时，成实像；当u（2）2倍焦距分大小：当u＞2f 时，成缩小的实像；当u=2f 时，成等大的实像；当 f＜u＜2f 时，成放大的实像。
（3）凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧。
F
F
5.利用光路图理解凸透镜成像规律
2f
2f
u＞2f，成倒立、缩小的实像
O
F
F
2f
2f
u=2f，成倒立、等大的实像
O
F
F
2f
2f
f＜u＜2f，成倒立、放大的实像
O
F
F
u=f，不成像，得到一束平行光
O
F
F
像和物体在凸透镜的同侧
u＜f，成正立、放大的虚像
O
课堂小结
凸透镜成像
凸透镜
中央较厚、边缘较薄，对光有会聚作用
凹透镜
透镜的三条特殊光线
平行过焦点、过光心不变、过焦点平行
凸透镜的成像规律
u>2f ：倒立、缩小的实像，fu=2f ：倒立、等大的实像，v=2f
f2f
uu
中央较薄、边缘较厚，对光有发散作用
随堂练习1
②③
①④
随堂练习2
B
随堂练习3
随堂练习4
A
随堂练习5
A
蜡烛和光屏不动，移动凸透镜到适当位置，根据折射光路的可逆性，当u=15.0cm，v=30.0 cm时，成倒立、放大的实像，故D错误。