(共51张PPT)
4.5
科学探究：凸透镜成像（二）
一、设计实验
二、实验情景再现
三、实验数据记录
四、实验光路图分析
五、分析论证
六、课堂训练
知识清单
想一想：
通过对生活中现象的观察，对照相机、投影仪、放大镜成像情况的了解，我们知道物体离照相机的镜头比较远，成倒立缩小的实像；物体离投影仪的镜头比较近，成倒立放大的实像。放大镜成正立放大的虚像，物体要离放大镜比较近。可见，像的虚实、大小、正倒跟物体离凸透镜的距离（物距）有关系。那么同学们针对凸透镜的成像情况能提出什么问题？
提出问题：
猜想和假设：
设计实验
凸透镜成的像的虚实、大小、正倒跟物距
有什么关系？
可能跟物体到凸透镜的距离远近有关，可能跟凸透镜的焦距有关等。
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
一、设计实验
制订计划与设计实验
请同学们阅读教材P71-P73的内容,利用桌面上的器材，根据猜想，设计一个实验来探究凸透镜成像的规律。同学之间相互交流实验方案，并讨论实验过程中各种器材的作用、在实验过程中需要观察什么、测量什么、所记录的数据或内容是什么？
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
点燃的蜡烛
凸透镜
光屏
光具座
实验器材
物距u
像距v
物体到透镜中心的距离；
像距：
光屏到透镜中心的距离；
物距：
如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？
同一水平高度调节
设计实验：
实践出真知！
目的：
器材：
通过探究活动，了解凸透镜成像的规律。
光具座、凸透镜、光屏、蜡烛、火柴
操作准备：
2、将蜡烛、凸透镜、光屏依此放在光具座上，点燃蜡烛，并调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。
1、凸透镜的焦距f＝10cm
关注的物理量：
焦距
物距
像的特点
像距
进行试验与收集数据
请同学们根据交流的实验方案进行实验，并将所要记录的内容填在课本中的表格中。
（1）把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f，使烛焰在光屏上成清晰的实像，观察实像的大小和正倒，测出物距和像距v（像到凸透镜的距离）。
（2）把蜡烛向凸透镜移近，使物距在2f和f之间，即2f＞u＞f，重复以上操作，进行观察和测量。
（3）继续移近蜡烛，使物距u＜f，在屏上还能得到蜡烛的像吗？怎样才能观察到蜡烛的像？是虚像还是实像？观察像的大小、正倒、测出物距，估测出像距。
提示:
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
实验数据记录表
研究光的现象还是从点光源开始。点光源S向四周反射出无数条光线。照射到凸透镜上的光线也有无数条，这无数条光线经凸透镜折射后都会聚在S’点，
S’点就是点光源S经凸透镜所成的像。
s
S’
o
F
F
提问：凸透镜的大小对所成的像有什么影响？
研究光学主要是确定像的位置。确定像的位置不需要无数条光线，两条光线就够了。两条光线相交成实像，反向延长相交成虚像。延长、反向延长都不相交不成像。
二、实验情景再现
能画出一个点的像就能画出无数点的像。能画出无数点的像就能画出一条线的像。能画出一条线的像就能画出一个面的像。能画出一个面的像就能画出一个体的像。
O
F
F
2f
2f
A
B
A’
B’
如图：作物体AB的像时，只要两条光线就能找出A点的像A’点，过A’点作主光轴的垂线与主光轴的交点B’点就是B点的像。A’B’就是物体AB的像。
由图中可以看出：物体AB通过凸透镜所成的像是倒立的实像。
情景再现
2f
f
f
2f
情景再现
2f
f
f
2f
2f
f
f
2f
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
25
实像
缩小
倒立
16
u>2f
22
实像
缩小
倒立
18
2f>u>f
15
实像
放大
倒立
28
2f>u>f
12
实像
放大
倒立
43
u8
虚像
放大
正立
u5
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
10
cm
三、实验数据记录
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
35
实像
缩小
倒立
13
u>2f
31
实像
缩小
倒立
14
2f>u>f
18
实像
放大
倒立
22
2f>u>f
15
实像
放大
倒立
24
u9
虚像
放大
正立
u5
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
10
cm
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
30
实像
缩小
倒立
14
u>2f
36
实像
缩小
倒立
13
2f>u>f
15
实像
放大
倒立
24
2f>u>f
17
实像
放大
倒立
20
u6
虚像
放大
正立
u8
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
9.5
cm
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
20
实像
缩小
倒立
6
u>2f
15
实像
缩小
倒立
7
2f>u>f
8
实像
放大
倒立
15
2f>u>f
6
实像
放大
倒立
20
u4
虚像
放大
正立
u3
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
5
cm
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
20
实像
缩小
倒立
6
u>2f
16
实像
缩小
倒立
7.3
2f>u>f
8
实像
放大
倒立
13
2f>u>f
9
实像
放大
倒立
9.5
u4
虚像
放大
正立
u3
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
5
cm
你发现下列数据有问题吗？
物体与焦距的关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
u>2f
37
实像
缩小
倒立
14
u>2f
35
实像
缩小
倒立
13
2f>u>f
15
实像
放大
倒立
24
2f>u>f
18
实像
放大
倒立
22
u9
虚像
放大
正立
u5
虚像
放大
正立
探究实验记录表
凸透镜焦距f=
10
cm
你发现下列数据有问题吗？
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
A′
B′
凸透镜成像光路图：
A
B
成像光路图对较好的学生要求
四、实验光路图分析
凸透镜成像光路图：
凸透镜成像光路图：
凸透镜成像光路图：
O
F
F
2f
2f
A
B
A’
B’
A
B
B’
A’
A
B
A’
B’
A
A
B
B
从下图中可以看出：凸透镜可以成实像，可以不成像，可以成虚像。可以成倒立的像，可以成正立的像。可以成缩小实像，可以成放大实像，可以成等大实像。
提出问题：什么条件下成像？什么条件下不成像？什么条件下成实像？什么条件下成虚像？什么条件下成倒立的像？什么条件下成正立的像？什么条件下成放大的像？什么条件下成缩小的像？
凸透镜的焦距
物距与焦距关系
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
实虚
大小
正倒
10cm
u＞2f
u＞2f
2f＞u＞f
2f＞u＞f
uu五、分析与论证
请同学们仔细观察表格中的相关内容讨论下面的问题:
1、u＞f
时成实像，u＜f成虚像，焦点是实像和虚像的分界点。
2．U＞2f时成缩小实像，u＜2f时成放大实像，二倍焦距点是成放大实像与缩小实像的分界点。
3、成实像时，像与物在凸透镜异侧且一定是倒立的。成虚像时，像与物在凸透镜同侧且一定是正立的。
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
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应用
规律
表
学生
分析与论证
凸透镜的焦距
物距与焦距关系
物距u/cm
像的性质
像距与焦距的关系
实虚
大小
正倒
10cm
u＞2f
u＞2f
2f＞u＞f
2f＞u＞f
uu4、当蜡烛从u＞2f的位置逐渐靠近U=f时，物距如何变，像距如何变，像的大小呢？通过像距和物距大小的比较能否判断像的大小？
5．为什么实像可显示在光屏上，而虚像不显示在光屏上？
4、成实像时，当物距减小，像距变大，像变大。
5、实像是实际光线会聚而成的，可显示在光屏上，虚像是实际光线的反向延长线的交点，不显示在光屏上。
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
实像
实像
缩小
放大
倒立
倒立
2f＞V＞f
V＞2f
虚像
放大
正立
归纳实验：
一、两个分界点：（针对于物距）
（1）焦点：实像（大于焦距）和虚像（小于焦距）的界限，
（2）2倍焦距处：缩小（大于2倍焦距）和放大（大于焦距小于2倍焦距）的界限。
二、一个重要结论：
（1）物体在焦距之外，移动物体，越靠近透镜，所成实像越大，像就越远离透镜。
（2）物体在焦距之内，移动物体，越靠近透镜，所成虚像越小，像越靠近透镜。
凸透镜成像规律记忆口诀
分界点：一倍焦距
分虚实，二倍焦距
分大小；
实像的位置：物在外（二倍焦距以外）、像在间（焦距与二倍焦距之间）；物在间、像在外。
实像的变化：物近像远像变大。
虚像的变化：物近像近像变小。
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小;
二倍焦点物像等；实像总是异侧倒；
虚像总是同侧正；物近像远像变大;
物远像近像变小；像的大小像距定；
像儿跟着物体跑。
典型习题
1、某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时，在光屏上得到一个缩小的像．当蜡烛距透镜9cm时，在光屏上得到一个放大的像．这个凸透镜的焦距可能是 （ ）
A．10
cm
B．8
cm
C．6
cm
D．4
cm
解 u＝15cm时，是缩小实像
∴ u＞2f 15
cm＞2f f＜7.5
cm
又知u＝9cm时，是放大实像
∴ f＜9
cm＜2f 9cm＞f＞4.5
cm
综合两个不等式得：4.5cm＜f＜7.5
cm
答案：C
2、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（
）
A．成像在2倍焦距处
B．成像在焦点上
C．成像在焦点内
D．不成像
B
3、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒立放大的像，则此透镜的焦距可能为（
）
A．6cm
B．10cm
C．25cm
D．无法确定
A
4、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼，从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼是（
）
A．实物
B．等大的实像
C．放大的实像
D．放大的虚像
D
照相机的原理
物体在两倍焦距以外时成倒立的缩小的实像
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
幻灯机的原理
物体在一倍焦距和两倍焦距之间时，成倒立的放大的实像.
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
课堂小结
探究实验记录表
物体到凸透镜的距离（物距）
像到凸透镜
的距离（像距）
像 的 情 况
正立倒立
放大缩小
虚像实像
u＞2f
2f
＞v
＞f
倒立
缩小
实像
u=2f
V=2f
倒立
等大
实像
2f
＞u＞f
v
＞2f
倒立
放大
实像
u＜f
正立
放大
虚像
u=f
不 成 像
应用
照相机
放大镜
投影仪
1、用凸透镜正对着太阳，发现在凸透镜的另一侧10cm处的光屏上得到一个亮点，
那么将点燃的蜡烛放在位于凸透镜前15cm处时，光屏上得到的像是（ ）
A、正立放大的像
B、正立缩小的像
C、倒立缩小的像
D、倒立放大的像
六、课堂训练
D
2、某物体放在离凸透镜20cm处，无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像，则该凸透镜的焦距可能是（
）
A、30
cm
B、15
cm
C、10
cm
D、5
cm
A
3.一平行光正对着凸透镜照射，在离透镜10
cm处的光屏上得到一个亮点，那么当物体位于透镜前25
cm处，在透镜另一侧可以得到?
（
）
A.倒立缩小的实像?B.倒立放大的实像?C.正立放大的虚像?
D.正立缩小的虚像
A
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
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拓展
挑战
返回
应用
规律
表
学生
4.在“研究凸透镜成像”实验中，物体在光屏上所成的实像一定是?
（
）
A.正立的像
B.缩小的像?
C.倒立的像
D.放大的像?
C
5.有四种不同焦距的凸透镜，如果要使距凸透镜15
cm的物体在光屏上得到缩小的像，那么应选凸透镜的焦距为（
）
A.5
cm
B.10
cm
C.20
cm
D.30
cm
A
设计
课题
预备
实验
论证
口诀
练习
拓展
挑战
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应用
规律
表
学生(共36张PPT)
4.5
科学探究：凸透镜成像（一）
一、透镜
二、与透镜有关的物理概念
三、透镜的特点
四、透镜的应用（第五、六节还会补充）
五、课堂训练
知识清单
深圳利科达光电有限公司
LED35透镜系列
甲凸透镜
乙凹透糖
四透镜
主光轴
心
凸透镜
主光轴
C
F
Q
元
