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第五节 科学探究：凸透镜成像
透镜的种类有哪些？
A
B
C
D
E
F
透镜是利用光的折射原理制成的光学器件。
一、透镜的类型及对光的作用
1、透镜的类型
凸透镜：中央较厚，边缘较薄的透镜
凹透镜：中央较薄，边缘较厚的透镜
凸透镜中央
厚、边缘薄，
（如放大镜）
凹透镜中央
薄、边缘厚，
（如近视镜片）
C1
C2
O
光心
C1
C2
O
光心
凸透镜
凹透镜
主光轴：通过两个球面球心的直线，简称主光轴．
光心：凸透镜的中心（在主光轴上）．
主光轴
主光轴
2、透镜的基本概念：
焦点、焦距
凸透镜能使跟主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这一点叫凸透镜的焦点，用字母“F”表示，凸透镜两侧各有一焦点，且对称，焦点到凸透镜光心的距离叫焦距，用字母“f”表示，凸透镜两侧的焦距相等。
凹透镜焦点
凹透镜能使跟主光轴平行的光线通过它后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫凹透镜的虚焦点。
物距、像距
物体到透镜光心的距离叫做物距，用u表示。
像到透镜光心的距离叫做像距，用v表示。
物距u
像距v
焦距f
F
焦距f
F
O
凸透镜对光线有会聚作用
o
o
3、透镜对光的作用
O
O
凹透镜对光有发散作用
F
F
o
o
o
o
F
F
o
o
o
o
F
F
o
o
o
o
O
O
凸透镜
过心不变
平行过焦
过焦平行
二、透镜的三条特殊光线
凹透镜
过心不变
平行过焦
过焦平行
透镜中的三条特殊光路：
1、过光心的光线方向不变
2、平行主光轴的入射光线经透镜折射后过焦点, (凹透镜反向延长线过焦点).
3、过焦点的入射光线经透镜折射后平行主光轴射出
属于凸透镜的是：
属于凹透镜的是：
A
B
C
D
E
F
A 、C、D
B 、E 、F
1、识别下列透镜，并归类：
2、透镜是利用光的 规律制成的，透镜有两类：一类是中间比边缘厚的透镜叫做 ，如 镜片；另一类是中间比边缘薄的透镜叫 ，如 镜片。
凹透镜
折射
近视眼镜
凸透镜
远视眼镜
3、 在透镜中心处，通过两个球面球心的直线叫做透镜的 。
主光轴
4、凸透镜对光有 作用，凹透镜对光有 作用。
会聚
发散
5、平行光通过凸透镜，将会聚到主光轴上的一点，这个点称为凸透镜的 ，
到光心的距离叫做 ，一个 透镜有两个 。
焦点
焦点
焦距
焦点
光心
6、如下图所示，给出了光线通过透镜前后的方向．请在方框内填上适当的透镜
三、探究凸透镜成像规律
凸透镜成像的三个重要物理量：焦距（f）、物距（u）、像距（v）。
制定计划与设计实验：
将蜡烛、凸透镜和光屏依次放在光具座上，调节它们的高度，使烛焰的焰心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度上。（目的是使烛焰光通过凸透镜后，所成的像完整地落在光屏的中央，便于观察。）
让烛焰透过凸透镜成放大、缩小、等大的像。
测成像时的物距和像距。
凸透镜的成像规律
物距u与焦距f的关系 像距v与焦距f的关系 像的性质
正立或倒立 缩小或放大 实像或虚像
u＞2f f＜v＜2f 倒立 缩小 实像
u=2f v=2f 倒立 等大 实像
f＜u＜2f v＞2f 倒立 放大 实像
u=f v无限大 不成像
u＜f 正立 放大 虚像
总结
1、焦点是实像和虚像的分界点，两倍焦距处是成放大和缩小像的分界点。
2、不论实像、虚像，物体离焦点越近所成的像越大，像离透镜也越远。
3、实像总是倒立的，能呈现在光屏上；而虚像是正立的，不能呈现在光屏上。
凸透镜成像动态变化规律（实像）：
物距变小，像距变大，像也变大．
物距变大，像距变小，像也变小．
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小；
实像与物异側倒，物远像近像变小；
虚像与物同侧正，巧记口诀活用好．
凸透镜成像口诀：
四、三种光学仪器
放大镜
当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜观察，就可以看到物体成正立、放大的虚像，虚像和物体位于凸透镜的同侧。当物体越靠近凸透镜的焦点时，所成的虚像越大。
照相机
照相机原理
所有照相机的前面都有一个镜头，镜头的作用相当于一个凸透镜，来自于物体的光经过照相机镜头后会聚在胶卷上，形成一个缩小的像．照相机的原理即是当u＞2f时，成倒立、缩小的实像。
照相机的使用
为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，需要旋转镜头上的调焦环，调节镜头到胶片的距离。拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些；调焦环上刻着的数字，表示拍摄的景物到镜头的距离。照相时，胶片曝光适当，才能洗出好的相片．曝光过度，洗出的相片发白；曝光不足，拍出的相片很暗，都不能令人满意．为了控制曝光量，一是用光圈控制进入镜头的光的多少，一是用快门控制曝光的时间．光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数，曝光时间可以从快门上的数字知道．拍照时，要根据景物的明亮程度，选择适当光圈和快门。现代照相机可以根据光的强弱来自动调节光圈和快门，得到曝光适度的相片。有的相机还能自动测量景物到相机的距离，进行自动调焦，高度自动化的相机用起来很方便，即使缺乏摄影经验的人也能照出清晰的相片，所以人们戏称为“傻瓜相机”。
投影仪（幻灯机）
（1）原理：当f＜u＜2f ，v(屏幕到镜头之问的距离)＞ 2f时，成倒立、放大的实像．投影仪的镜头相当于凸透镜，透明胶片相当于物体，屏幕相当于光屏．
（2）构造：如图所示．由凸透镜、投影片、平面镜、聚光器等组成，其中平面镜是为了改变光路．聚光器是用两块大的螺纹透镜制成，它相当于凸透镜．
1、利用凸透镜能得到物体的放大、倒立的实像，这个物体应放在 ，如果要得到物体放大、正立的虚像，物体应在 位置。
2f>U>f
U２、一个凸透镜焦距是１０厘米，将物体放在离透镜８厘米处，成 像；将物体放在离透镜１2厘米处，
成 像；将物体放在离透镜30厘米处，成 像；（指像的大小，倒正、虚实）
放大、正立、虚
放大、倒立、实
缩小、倒立、实
3、有一凸透镜的焦距在10~20厘米之间，当物体距透镜25厘米时，所成的像一定是（ ）
A、缩小的像 B、放大的像
C、正立的像 D、倒立的像
4、当烛焰离凸透镜40厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。该凸透镜的焦距可能( )
A、50厘米 B、40厘米
C、30厘米 D、10厘米
D
C
5、一块焦距为10厘米的凸透镜前有一个物体，沿主光轴从离凸透镜40厘米处逐渐移到15厘米处。在此过程中像的大小变化情（ ）
A、都成放大的像 C、先成缩小的像，后成放大的像
B、都成缩小的像D、先成放大的像，后成缩小的像
6、某凸透镜的焦距为10厘米，当物体沿主光轴从距凸透镜40厘米处向15厘米处移动时，则( )
A、 像变大，像到物之间的距离先变大，再变小。
B、 像变大，像到物之间的距离先变小，再变大。
C、 像变大，像到物之间的距离变小。
D、像变大，像到物之间的距离变大。
C
B
