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第三章 光和眼睛
第6节 凸透镜成像规律
为什么不同的光学仪器成像不同呢?
新知导入
1.知道凸透镜的成像规律
2.掌握凸透镜成像的探究过程
学习目标
凸透镜所成像的大小、正倒、虚实有什么规律呢?
探究凸透镜成像的规律
物距(u)
像距(v)
物体
凸透镜光心
1.物距(u): 到 的距离;
凸透镜光心
像
2.像距(v): 到 的距离;
必做实验:探究凸透镜成像规律
1. 提出问题
利用凸透镜能成什么样的像?
成像情况与哪些因素有关呢?
2. 猜想与假设
凸透镜成的像可能跟物距u有关
O
F
F
物距u
像距v
光心
探究凸透镜成像规律
3. 设计实验与制定计划
思考:
1.实验器材要准备什么?
2.实验器材该如何摆放, 有什么要求?
3.如何才算找到了像?
4.如何描述像的特点?
蜡烛、凸透镜、光屏,光具座。
蜡烛
凸透镜
光屏
光具座
物距u
像距v
目的:使成像在光屏中央
调整烛焰、凸透镜、光屏的高度,使它们的中心在同一高度。
在光屏上观察到最清晰的烛焰的像
描述像的大小、正倒、虚实
探究凸透镜成像规律
3. 设计实验与制定计划
具体实验操作
1.将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上。
2.点燃蜡烛,调节凸透镜和光屏的高度,使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。
3.移动蜡烛到某处,然后调节光屏的位置,在光屏上找到清晰的烛焰的像。
4.观察此时物距、像距以及像的特点,并记录在表格中。
探究凸透镜成像规律
F
F
2F
2F
讲授新课
物距与焦距关系 物距/cm 像距/cm 像的性质 像距与焦距的关系
正倒 大小 虚实 u>2f
4. 进行实验与收集证据
当u>2f时,f30
25
倒立
倒立
缩小
缩小
实像
实像
f物距与焦距关系 物距/cm 像距/cm 像的性质 像距与焦距的关系
正倒 大小 虚实 u=2f
4. 进行实验与收集证据
当u=2f时,v=2f,成倒立、等大的实像,像物异侧;
20
倒立
等大
实像
u=2f
物距与焦距关系 物距/cm 像距/cm 像的性质 像距与焦距的关系
正倒 大小 虚实 f
4. 进行实验与收集证据
当f2f,成倒立、放大的实像,像物异侧;
16
13
倒立
倒立
放大
放大
实像
实像
v>2f
物距与焦距关系 物距/cm 像距/cm 像的性质 像距与焦距的关系
正倒 大小 虚实 u=f
4. 进行实验与收集证据
当u=f时,不成像
10
不成像
物距与焦距关系 物距/cm 像的性质 正倒 大小 虚实
u
4. 进行实验与收集证据
当u5
正立
正立
3
放大
放大
虚像
虚像
物距(u) 像距(v) 成像特点 像与物的位置
正倒 大小 虚实 u>2f
u=2f
f<u<2f
u=f u<f ——
5. 分析与论证(f =10cm)
f<v<2f
倒立
缩小
实像
异侧
v=2f
倒立
等大
实像
异侧
v>2f
倒立
放大
实像
异侧
不成像
正立
放大
虚像
同侧
1.凸透镜成实像与虚像的分界点在哪儿?
焦点
(一倍焦距分虚实)
6.交流与评估
f
实像
虚像
2.凸透镜成放大像与缩小像的分界点在哪儿?
二倍焦距
(二倍焦距分大小)
2f
缩小像
放大像
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?
凸透镜所成的实像都是异侧倒立,虚像都是同侧正立。
实像异侧倒
虚像同侧正
虚像
实像
【实验拓展】
1. 在做实验时, 某同学无论怎样移动光屏, 都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些?
可能原因有:
①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上;
②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内;
③蜡烛的位置在透镜的焦点上。
2. 用卡片把透镜遮住一部分,光屏上得到烛焰的像性质不变,像是否完整?像的亮度有什么变化?
光屏上的像性质不变,还是完整的,但亮度会变暗些。
3. 蜡烛长度变短时,像在光屏上的位置怎样变化?为了使像仍成在光屏的中央,应该怎样进行调节?
像将会向上移动。
调节方法:①将光屏向上移动;
②将蜡烛向上移动;
③将透镜和光屏向下调节.
③把烛焰放在_____点,光屏上出现清晰的像时,屏距透镜最远。
④把烛焰放在_____________点,光屏上不会出现像。
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。
1.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:
a
b
c
d
e
F
F
f
2f
c
d、e
c
a
2. 回答下列问题:
①比较物距u与焦距f 的关系:当_________时,凸透镜成实像;当_________时,凸透镜成虚像。
②比较物距u与焦距f 的关系:当_____________时,凸透镜成倒立、放大的实像。
③比较物距u与焦距f 的关系:当_________时,凸透镜成倒立、缩小的实像。
④某凸透镜成实像,当物距变小时,像距________,像的大小_______。
u>f
u<f
2f>u>f
u>2f
变大
变大
①当物体在2倍焦距以外时,凸透镜成______、______的_____像;像在1倍焦距和2倍焦距之间。
②当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时,凸透镜成______、_______的______像;像距在二倍焦距以外。
③当物体在焦距以内时,凸透镜成______、_______的_______像;像距大于物距。
④当物体放在焦点上时,______成像(选填“能”或“不能”),光线经折射后平行射出。
倒立
缩小
实
倒立
放大
实
正立
放大
虚
不能
3. 回答下列问题: