4.3 探究凸透镜成像的规律

镇江市姚桥中学 杨楠
§4.3 探究凸透镜成像规律
教学目标：
（1）通过实验，探究凸透镜成像规律；
（2）会使用相关的实验仪器，能通过观察和实验收集凸透镜成像规律的有关数据和资料；
（3）经历从所观察到的凸透镜成像的有关记录和收集到的实验数据中，归纳出凸透镜成像规律的过程
教学重点、难点
【重点】凸透镜成像规律的实验探究
【难点】从实验数据得出凸透镜成像的规律
【教具】光具座、蜡烛、火柴、光屏、焦距f=10cm的凸透镜
【课型】实验、讲解、讨论
教学设计
一、导入新课
演示实验：课本图4-23
当凸透镜距灯泡较近时，通过透镜可以看到灯丝正立、放大的虚像；
适当增加凸透镜与灯泡的距离，在墙上看到灯丝倒立、放大的像，继续增加凸透镜与灯泡的距离，在墙上又能看到灯丝倒立、缩小的像。
板书：1、实像：能在光屏上呈现的像叫做实像。
2、物距：物体到透镜光心的距离叫做物距(u)；
像距：像到透镜光心的距离叫做像距(v)。
二、新课教学
通过以上讨论，我们知道，凸透镜能成正立、放大的虚像，也能成倒立、放大的实像，还能成倒立、缩小的实像。那么，凸透镜成不同的像时，像距、物距和焦距之间到底存在什么关系呢？下面，让我们通过实验来进行研究。
为了准确地测量出物距和像距，我们这个实验用到的主要仪器是光具座。
① 如何测量物距和像距？
② 强调：实验时，凸透镜中心，烛焰中心及光屏中心大致在同一高度。
探究活动一：倒立缩小的像
像的性质 物距(u)/cm 像距(v)/cm
倒立缩小的像
问题：
(1) 物距与焦距、像距与焦距的关系？
(2) 像是虚像还是实像？像与物是在同侧还是异侧？
(3) 物上、下移动，光屏上的像怎样移动？
(4) 用书本将透镜上半部分遮挡起来，像有什么变化？
(5) 对调蜡烛和光屏，成什么像？
结论：当u>2f时，成倒立、缩小的实像，此时f应用：照相机
探究活动二：倒立等大的像
像的性质 物距(u)/cm 像距(v)/cm
倒立等大的像
讨论：
(1) 物距与焦距、像距与焦距的关系？
(2) 像是虚像还是实像？像与物是在同侧还是异侧？
结论：当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f。
探究活动三：倒立放大的像
像的性质 物距(u)/cm 像距(v)/cm
倒立放大的像
讨论：
(1) 物距与焦距、像距与焦距的关系？
(2) 像是虚像还是实像？像与物是在同侧还是异侧？
结论：当f2f。
探究活动四：正立放大的像
像的性质 物距(u)/cm 像距(v)/cm
正立放大的像
讨论：
(1) 像是虚像还是实像？
（2）像与物是在同侧还是异侧？
(3) 物距与焦距的关系？
结论：当u应用：放大镜
根据以上讨论，你能不能总结出凸透镜的成像规律呢？
板书：3、凸透镜的成像规律：
当u>2f时，成倒立、缩小的实像,f当u=2f时，成倒立、等大的实像,v=2f,v=u,物像异侧；
当f2f,v>u,投影仪，物像异侧；
当u讨论与交流：实验中你还有哪些新发现？
问题讨论，引申拓展：
(1) 凸透镜成实像的条件是什么？实像是倒立的还是正立的？
(2) 凸透镜成虚像的条件是什么？虚像是倒立的还是正立的？
(3) 凸透镜成像时，什么情况下物像异侧？什么情况下物像同侧？
(4) 凸透镜成实像时，物距减小，像距如何变化？像的大小又如何变化？
(5) 某人在做凸透镜成像实验时，无论怎样移动光屏，都不能在光屏上观察到像，这是什么原因？
①
②
补充：课本最后一段文字：a、两倍焦距处是物体成缩小的像还是放大的像的分界点；
b、一倍焦距处是物体成倒立实像和正立虚像的分界点；
(6) 你能否想出两种方法测出凸透镜的焦距？
(7) 当u=f时，凸透镜能成像吗？为什么？
三、巩固练习
1、在凸透镜成像实验中，当光屏与透镜的距离为16cm时，在光屏上得到烛焰倒立放大的实像，则此凸透镜的焦距可能是：( )
A、4cm B、8cm C、12cm D、16cm
2、见《创新作业》第7题
四、布置作业：
课本 1、2、3、4、5
五、教学反思：
本节内容教学难度大，应分为两个课时进行。重点应放在实验探究上，以问题为主线，可以对学生的探究活动起指导作用。
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