3.3 探究凸透镜成像的规律

《凸透镜成像规律》教案

教学目标
1、知识目标
（1） （1）会利用3条特殊光线作凸透镜成像的光路图；
（1） （2）能借助光路图理解凸透镜成放大、等大、缩小实像和成放大虚像的条件；
（1） （3）能借助光路图测量物距、像距或像高等。
2、能力目标
（1）通过探究，体会凸透镜成像变化规律中的量变与质变的辨证关系。
（2）提高观察、分析、归纳能力。
教学重点
凸透镜成像规律。
教学难点
凸透镜成像规律的归纳。
教学媒体
投影仪及相关投影片、光具座、灯泡、凸透镜、光屏、网络等多媒体
教学过程
1、 1、设问
凸透镜除了能成实像还能成怎样的像呢？
1、 2、阅读
课文：P61、62。
1、 3、点拨
凸透镜成像的作图法
凸透镜成像光路中有三条特殊光线，它们是：
（1） （1） 平行于主光轴的入射线，经过凸透镜折射后通过焦点[图1（a）]；
（1） （2） 通过焦点的入射线，经过凸透镜折射后与主光轴平行[图1（b）]；
（1） （3） 通过凸透镜光心的入射线，经过凸透镜后方向不变[图1（c）]。
F O F
— —‐——— ‐— — —‐——— ‐— — —‐——— ‐—
F O F F O F

（a） （b） （c）

图1

应用这三条光线中的任意两条，就可以作出物体的像。
1、 4、活动
将灯泡、推土机、光屏放在光具座上，并调节至等高。移动凸透镜，直到在光屏上能看到灯丝的清晰的像，记下灯泡到凸透镜和凸透镜到光屏的距离，记下像的大小、倒正情况。再移动透镜，可以再一次看到灯丝的清晰的像，记下灯泡到凸透镜和凸透镜到光屏的距离，记下像的大小、倒正情况。
灯泡到透镜的距离（物距） 透镜到光屏的距离（像距） 像的大小 像的倒正
放大 缩小 倒 正
第一次
第二次
1、 5、分析
用作图法作出相应光路图。
1、 6、讨论
1、 7、活动
将灯泡移到焦点处、以及焦点内，观察现象。
1、 8、讨论
1、 用作图法作出相应光路图，并解释现象。
1、 9、活动
在光具座上将灯泡从4f处逐渐移进凸透镜。当灯泡在4f、2f、1.5f、1f、0.5f时，在主光轴上用作图法画出相应的像的位置，并指出像的大小、倒正和虚实的变化规律。
1、 10、 小节
凸透镜成像规律
序号 物 距（L物） 像 的 性 质 像 距（L像） 典 型应 用
倒、正 大、小 虚、实
1 L物=∞ 点 实像 L像=f 测焦距
2 L物>2f 倒立 缩小 实像 f< L像<2f 照相机
3 L物=2f 倒立 等大 实像 L像=2f
4 f< L物<2f 倒立 放大 实像 L像>2f 幻灯机
5 L物=f 不 成 像 L像=∞
6 L物 L物 放大镜
对上表作进一步归纳、分析、综合可以发现：
1、对应区
（1） （1） 序号1的物区（L物 = ∞）和与序号5的像区（L像 = ∞）相对应；
（1） （2） 序号5的物区（L物 = f）与序号1的像区（L像 = f）相对应；
（1） （3） 序号2的物区（L物 > 2f）与序号4的像区（L像 > 2f）相对应；
（1） （4） 序号4的物区（f < L物 <2f）与序号2的像区（f < L像< 2f）相对应。

2、分界点
（1） （1） 两倍焦距处是成缩小实像与放大实像的分界点；
（1） （2） 一倍焦距处是倒立与正立、实与像虚的像分界点。

3、像距、像的大小变化
（1）物体离透镜无穷远时，在焦点处成实像；
（2）物体向焦点逐渐靠拢时，成倒立实像且像逐渐远离焦点，像距变大，像也变大；
（3）物体移至焦点处，不成像；
（4）物体从焦点逐渐靠近透镜，成正立虚像且像逐渐靠近透镜，像距变小，像也变小。
若物体远离透镜，则情况正好相反。

4、物体和像与透镜的位置
（1） （1） 物距大于一倍焦距时，物体和像分别位于透镜的两侧；
（1） （2） 物距小于一倍焦距时，物体和像位于透镜的同侧。
1、 11、 练习
（1） （1） 焦距为5㎝，长5㎝的物体垂直于主光轴，分别置于透镜前30㎝、10㎝、7㎝和3㎝处，用作图法画出所成像的位置和大小。
（2）放幻灯片时，当屏上成清晰的像时，幻灯片与镜头的距离是30㎝，镜头与屏的距离是3m，用作图法求镜头的焦距（设幻灯机镜头只有一个凸透镜）。