八年级下册物理8.6凸透镜成像规律 北京版（55张ppt）

(共55张PPT)

凸透镜成像规律
初二年级 物理
如图，凸透镜能成缩小的实像，此时物体离凸透镜较远。
如图，凸透镜能成放大的实像，此时物体离凸透镜较近。
如图，凸透镜能成放大的虚像，此时需通过凸透镜才能看到虚像。
同一个凸透镜能成缩小的像，也能成放大的像，那凸透镜在什么条件下成缩小的像，在什么条件下成放大的像呢？这节课学习的内容，就能回答这个问题。

物距u

像距v
光具座
如上图，为了探究凸透镜成像的条件，我们需要光具座、凸透镜、发光物体、光屏。实验时，我们要观察发光体发出的光经过凸透镜折射后，在光屏上形成的像，是放大还是缩小的。
一、探究凸透镜的成像规律

物距u

像距v
光具座
为了描述物体和像的位置，我们需要测量物距u和像距v。
光心：薄透镜的中心点。
物距u：物体到凸透镜光心的距离。
像距v：像到凸透镜光心的距离。

物距u

像距v
光具座
同一个凸透镜，改变物距u，像距v和像的性质会发生什么变化呢？
如上图，为此我们改变物距u，将像距v和像的性质记录下来，然后分析寻找成缩小及放大像的条件。
当然，只测量一组数据是不行的，我们将物体从远处逐渐靠近凸透镜，连续实验得到多组数据，从实验数据中寻找凸透镜成像规律。
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或
缩小 正立或
倒立 实像或
虚像

本实验采用同一个凸透镜（焦距f=10cm）。当u=27cm、24cm、21cm、18cm、 15cm、 12cm、 9cm、 6cm时观察像距、像高和像的性质，并记录实验数据。下面我们开始实验。
分析实验数据 f=10cm
观察数据表发现，第1—第3次实验，物体都成缩小实像，第4---第6次实验物体都成放大实像。我们猜测，物距在21cm、18cm之间存在某一点，在这一点物体的像由缩小实像变成放大实像。在18cm 为了找到这个位置，我们缩小物距的间隔为1cm ，即当物距u为 21cm、20cm、 19cm、18cm时，观察物体像的性质及像高。
下面我们一起实验，看能不能找到物和像大小相等的位置。
经过实验，得到上面的数据表。观察数据表发现，物距为21cm时，物体成缩小实像，当物距为20cm时，物体成等大实像，物距为19cm时，成放大实像。显然物距为20cm处是临界位置，物距u>20cm，物体成缩小实像，物距u<20cm时，物体成放大实像。而20cm=2f，因此2f处是物体成缩小像和放大像的分界点。
由此，我们发现物体在物距大于2f=20cm的位置，都成缩小倒立实像。所以，
u>2f时,物体成倒立缩小实像，像距在f 下面，我们接着分析，物体的像由
实像演变成虚像的临界位置应在哪个区间
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或缩小 正立或倒立 实像或虚像
6 12 4格 22格 放大 倒立 实像
7 9 4格 大于4格 放大 正立 虚像
8 6 4格 大于4格 放大 正立 虚像
观察数据表发现，物距为12cm时，物体成放大实像，当物距为9cm时，放大虚像。那么在物距大于9cm小于12cm这一区间，应存在一个临界点，物体在此处，由成实像转变为成虚像。
为了找到这个位置，我们在缩小物距的间隔为1cm ，即当物距u为 12cm、11cm、 10cm、9cm时，观察物体的像的性质及像距。
下面我们一起实验，看能不能找到物体由成实像到成虚像的临界位置。
经过实验测量，我们得到如下数据
观察数据表发现，物距为11cm时，物体成放大实像，当物距为10cm时，不成像。物距为9cm时，物体成放大虚像。即物体由成实像到不成像（u=10cm），再到成虚像。显然，不成像的位置就是临界点。而10cm正是透镜的焦距，这个临界点就是焦点处。不难得出结论：
uf,物体成倒立实像。

综合归纳实验数据得到：
（1)u>2f时,物体成倒立缩小实像.
(2)u=2f，成等大倒立实像。
(3)u>f,物体成倒立实像。
(4) u=f，物体在此处不成像；
(5)u 分析数据表：成实像又分缩小实像、放大实像。 u>2f时，成缩小实像。
则放大实像就只能是大于一倍焦距又小于二倍焦距。
即 f 综合分析数据，发现物距与像的性质存在对应关系。
（1）u>2f,物体成倒立缩小实像，f（2）u=2f,物体成倒立等大实像，v=2f.
（3）f2f.
（4）uu
本次实验采用f=10cm的凸透镜，换用焦距f=5cm的凸透镜，改变物距观察像的性质和像距，得到实验数据，我们分析一下，得到结论是否
相同。
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或缩小 正立或倒立 实像或虚像
1 14 4格 7.8 2格多 缩小 倒立 实像
2 12 4格 8.5 约3格 缩小 倒立 实像
3 10 4格 10 4格 等大 倒立 实像
4 8 4格 13.3 6.5格 放大 倒立 实像
5 6 4格 30 20格 放大 倒立 实像
6 5 4格
7 3 4格 大于4格 放大 正立 虚像
8 2 4格 大于4格 放大 正立 虚像
综合分析f=5cm得到的数据，发现物距与像的性质存在对应关系。
（1）u>2f,物体成倒立缩小实像，f（2）u=2f,物体成倒立等大实像，v=2f.
（3）f2f.
（4）uu
f=5cm
凸透镜成像规律。
二、用做光路图的方法研究凸透镜成像的性质

1、u>2f时：
烛焰的像在f2、当u=2f时:
烛焰的像在v=2f，像是倒立等大实像。
3、当f烛焰的像在v>2f，像是倒立放大实像。
4、当u=f 时:
不成像。
5、当u成正立放大虚像。
我们通过做光路图，得到的结论与实验探究得到的实验结论一致。凸透镜成像规律：

三、凸透镜成像规律的应用

照相机
幻灯机
探照灯
放大镜
眼镜

1、照相机：成倒立缩小实像。我们看与凸透镜成像规律的那一条相对应？
物距
u/cm 像距
v/cm 放大或
缩小 正立或
倒立 实像或
虚像 应用
u>2f fu=2f v=2f 等大 倒立 实像
f2f 放大 倒立 实像
u=f
u
照相机的工作原理图
2、测量焦距：
当u=2f 时，烛焰的像在v=2f，像是 倒立等大实像。
3、幻灯机：当f2f，成倒立放大实像。
物距
u/cm 像距
v/cm 放大或
缩小 正立或
倒立 实像或
虚像 应用
u>2f fu=2f v=2f 等大 倒立 实像
f2f 放大 倒立 实像 幻灯机
u=f
u幻灯机的工作原理图
4、探照灯的工作原理：
F
当u=f时，光源在焦点处发出的光线经过凸透镜折射后变成平行光。
物距
u/cm 像距
v/cm 放大或
缩小 正立或
倒立 实像或
虚像 应用
u>2f fu=2f v=2f 等大 倒立 实像
f2f 放大 倒立 实像 放大镜
u=f 探照灯
u5、放大镜：当u物距
u/cm 像距
v/cm 放大或
缩小 正立或
倒立 实像或
虚像 应用
u>2f fu=2f v=2f 等大 倒立 实像
f2f 放大 倒立 实像 放大镜
u=f 探照灯
u实际放大镜就是凸透镜，当u晶状体发生形变，例如变厚了，凸透镜（晶状体）的焦距变了，人眼看到的景物成像在视网膜前，眼睛看不清远处的景物、黑板上的文字，这就是近视眼。眼前放一凹透镜，使光线发散一些，使人眼看到的景物成像在视网膜上，所以近视眼镜的镜片是凹透镜。
近视眼：

6、眼睛和眼镜：
晶状体发生形变，例如变薄了，凸透镜（晶状体）的焦距变了，人眼看到的景物成像在视网膜后面，眼睛看不清近处的景物、文字，这就是远视眼，也叫老花眼。
在眼睛前面放一凸透镜，使光线更会聚一些，让近处的景物、文字成像在视网膜上，这就是远视眼镜，也叫老花镜。远视眼（老花镜）的镜片是凸透镜。

远视眼：
四、凸透镜成像规律的几个推论
　（1）ｕ＝ｆ是成实像与虚像的分界点
　（2）ｕ＝２ｆ是成放大像与缩小像的分界点
　（3）凸透镜成实像时一定是倒立的
（4）凸透镜成实像时，物距变小，像距变大，像变大
（5）ｋ放大率＝ｖ／ｕ，（ｖ＞ｕ放大的像，
ｖ＝ｕ等大的像，ｖ＜ｕ缩小的像）
（6）凸透镜成虚像时，物距变大，像距变大，像变大。（ｕ＜ｆ时，放大镜）
（7）凸透镜成缩小像时一定是实像
顺口溜：
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；
二倍焦距物像等；像的大小像距定；
实像与物异侧倒，物近像远像变大；
虚像与物同侧正，物远像远像变大；
下面，我们用一个课件来复习一下，凸透镜成像规律和这几个推论。
需要同学们要牢记凸透镜成像规律；
牢记凸透镜成像规律的几个推论。
并应用规律和推论解决问题。
五、课堂练习
1、物距u： 距离 。
像距v： 距离 。
物距u： 物体到透镜光心的距离 。
像距v： 像到透镜光心的 距离 。
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或缩小 正立或倒立 实像或虚像
1 35 4格 14 1格多 缩小 倒立 实像
2 30 4格 15 2格 缩小 倒立 实像
3 25 4格 16.5 2格多 缩小 倒立 实像
4 20 4格 20 4格 等大 倒立 实像
2、观察上面第1到第4次实验记录表，回答问题：
（1）因为u=2f时成等大倒立实像，上面实验中用到的
凸透镜的焦距是 厘米。
（2）u＞2f时，物体成 实像。
（1）10 （2）倒立缩小
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或缩小 正立或倒立 实像或虚像
4 20 4格 20 4格 等大 倒立 实像
5 17.5 4格 23 6格多 放大 倒立 实像
6 15 4格 30 8格 放大 倒立 实像
7 12.5 4格 50 约13格 放大 倒立 实像
8 10 4格
3、观察上面第4到第8次实验记录表，回答问题：
（1）u=f时，物体不成像。则f= 厘米。
（2）当f（3）物体成放大实像时，物距u比像距v大还是比像距v小？
（1）10厘米。（2）倒立放大。（3）物距u比像距v小。
次数 物距
u/cm 物高 像距
v/cm 像高 放大或缩小 正立或倒立 实像或虚像
8 10 4格
9 7.5 4格 大于4格 放大 正立 虚像
10 5 4格 大于4格 放大 正立 虚像
4、观察上面第8到第10次实验记录表，回答问题：
（1）u（2）利用这一原理的应用是 。
（1） 正立放大。（2）放大镜。

学案和作业
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