初中物理苏科版八年级上册 4.3凸透镜成像的规律 课件（35张ppt）

第四章 光的折射 透镜
第三节 凸透镜成像的规律
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
探究凸透镜成像规律
凸透镜成像规律的应用
课时导入
蝴蝶杯，古代饮器之一，以杯中“酒满蝶显，酒干蝶隐”
的奇特视觉效果而千古流传，被世人美誉为“千金之
宝”。注入酒后的蝴蝶杯为什么会显示出蝴蝶栩栩如生
的画面呢？
加酒
知识点
探究凸透镜成像规律
知1－导
感悟新知
1
1. 照相机、投影仪、放大镜成像各有何特点？
2. 它们成像时，物体到凸透镜的距离有何不同？
照相机成倒立、缩小的实像；
投影仪成倒立、 放大的实像；
放大镜成正立、放大的虚像。
照相机成像时离镜头较远，幻灯机成像时离
镜头较近，放大镜成像时离凸透镜最近。
知1－讲
感悟新知
凸透镜成像的正倒、大小、虚实跟物距有什么关系呢？
【猜想】根据已有知识提出猜想：物距大，成倒立、
缩小的实像；物距小，成倒立、放大的实像；物距更
小，成正立、放大的虚像。
【实验器材】实验装置如下
图所示，器材主要有光具
座、蜡烛、凸透镜、光屏等。
问题
知1－讲
感悟新知
【实验方案】改变物距大小，观察不同物距所成像的大小、正倒、虚实。
f
F
O
凸透镜
光屏
物体
知1－讲
感悟新知
本次探究，我们将要面临的问题都有哪些呢？
1. 如何保证蜡烛的像成在光屏的中央？
2. 如何找到像的位置？
3. 如何能更加方便的测出物距和像距？
4. 实验过程中应记录哪些现象和数据？请同学们设
计一个表格记录实验数据？
问题
知1－讲
感悟新知
使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。
2. 点燃蜡烛，使蜡烛位于凸透镜前某一位置，左右移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，此时光屏的位置就是像的位置。若无论怎样移动光屏都得不到像，可取下光屏，直接用眼透过凸透镜观察。
知1－讲
感悟新知
3. 固定凸透镜在光具座上，调节蜡烛和光屏的位置改
变物距和像距。
4. 需记录像的正倒、大小、虚实，物距和像距，像与
物的位置关系。
知1－讲
感悟新知
研究“像与物距的关系”数据记录表格
实验次数
物距u/cm
像的性质
像距v/cm
正、倒
大、小
虚、实
1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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……
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知1－讲
感悟新知
【进行实验】下面请同学们使蜡烛位于凸透镜前的
不同位置，调节光屏分别找到像，观察像的性质，
并将对应的物距、像距及像的正倒、大小、虚实分
别记录在实验数据记录表格内。
知1－讲
感悟新知
【分析归纳】分析实验数据，归纳得出成像规律：
物距(u)
像 的 性 质
像距（v）
正、倒
大、小
虚、实
位置
u>2f
倒立
缩小
实像
异侧
f＜v＜2f
u=2f
倒立
等大
实像
异侧
v=2f
f倒立
放大
实像
异侧
v＞2f
u=f
不成像，大小不变的圆形光斑
?
u正立
放大
虚像
同侧
v＞u
知1－讲
感悟新知
【巧学妙记】
一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，实像总是异
侧倒，虚像总是同侧正，物近像远像变大，焦点、
以内反变化。
知1－讲
感悟新知
1.当u=f时，凸透镜为什么不成像？有什么应用？
2.当u=2f时，成倒立、等大的实像，你能否利用这一规
律测量一未知凸透镜的焦距？
3.某同学实验时用白纸遮住了部分透镜，还能成完整的
像吗？像有什么变化？
4.某同学实验时像成在了光屏的上方，要使像成在光屏
中心，可以将蜡烛怎样移动？
问 题
知1－讲
感悟新知
1. 物体在焦点上，发出的光经凸透镜平行于主光
轴，故不成像，可获得平行光
2. 求焦距：成等大实像时，f= u/2
3. 通过实验观察知：仍能成完整的像，像变暗。
4. 通过实验观察可知：蜡烛向上移动。
知1－讲
感悟新知
【蝴蝶杯显影释疑】
1.结构
知1－讲
感悟新知
2.显影原理
(a)没酒水时，蝴蝶图片在凸透镜的焦点上。
(b)注入酒水后，酒水和凸透镜的共同作用相当
于增大了凸透镜的焦距，使蝴蝶图片在凸透
镜焦点以内，成正立、放大的虚像。
(c)蝴蝶杯显影光路图。
知1－讲
感悟新知
例 1
小芳同学在探究凸透镜成像规律的实验中，她先按如图所示的装置图完成仪器装配。经过调节，在光屏上得到了一个清晰的像，但像的位置偏高，为了使像能成在光屏的中央，应把蜡烛向________调；或将凸透镜向________调；或将光屏向________调。（均填“上”或“下”）
上
下
上
知1－讲
感悟新知
解析：设想有一条从烛焰发出，经过凸透镜光心至光屏上像的光线，再判断蜡烛、凸透镜和光屏的调节会使像朝哪个方向运动，从而得出结论。蜡烛向上调，凸透镜向下调，像会向下运动至光屏中央；直接把光屏向上调也可以使像成在光屏中央。
知1－讲
总 结
感悟新知
(1)物距在不同的范围内的不同位置要进行两次或两次以上的实验，目的是使结论更准确并具有普遍性，排除 偶然性。
(2)随着实验的进行，蜡烛在不断燃烧，会使烛焰的像越来越靠近光屏的上端，这时的调节方法有三种：①将 光屏向上移动；②将烛焰向上移动；③将凸透镜向下 移动。
知1－讲
总 结
感悟新知
(3)若将凸透镜的一部分用遮光板遮住，由于烛焰上所有发光点发出的光仍然能被凸透 镜剩下的部分折射到光屏的相应位置，所以成像的性质不变，只是因折射到光屏上的光线减少而使像变暗了。
1．【中考·徐州】小明拿着放大镜，伸直手臂，通过放大镜观察远处的景物，看到的是景物的( )
A. 正立放大的像
B. 倒立放大的像
C. 倒立缩小的像
D. 正立缩小的像
知1－练
感悟新知
C
2．【中考·泰州】某凸透镜焦距为15 cm，若将一物体放在此透镜前25 cm 处，则可在透镜的另一侧得到一个( )
A.倒立放大的实像
B. 倒立缩小的实像
C. 正立放大的虚像
D. 正立缩小的虚像
知1－练
感悟新知
A
知2－讲
感悟新知
知识点
凸透镜成像规律的应用
2
凸透镜成像规律可用简要归纳成下面几句话：
1.一倍焦距分虚实(即物体放在凸透镜的焦点处，不能成像；当物距小于焦距时，成虚像；物距大于焦距时，成实像，也就是说，焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点)，二倍焦距定大小(是说物距大于1倍焦距而小于2倍焦距时，成倒立、放大的实像；物距大于2倍焦距时，成倒立、缩小的实像；在物距小于1倍焦距时，成正立、放大的虚像。即2倍焦距处是成放大实像或缩小实像的分界点) 。
知2－讲
感悟新知
2. 实像总是异侧倒(即成实像时，总是像、物异侧，像相对于物是倒立的)， 虚像总是同侧正(即成虚像时，总是像、物同侧，像相对于物是正立的) 。
3. 物近像远像变大，(即物体靠近透镜时，像要远离透镜，同时像要变大)物远像近像变小(即物体远离透镜时，像要靠近透镜，同时像要变小)。
知2－讲
感悟新知
4. 像的大小像距定(即像距变大时像变大，像距变小时像变小)，像儿跟着物体跑(即物体向哪个方向运动，像就向哪个方向运动)。
利用凸透镜成像的规律可以确定像的性质，也可以确定焦距的范围，还可以确定物距与像距的变化关系及像的大小变化。
知2－讲
感悟新知
例2
【中考·北京】小杨做凸透镜成像规律的实验。将焦距为10 cm 的凸透镜固定在光具座上 50 cm 刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、透镜中心和光屏中心在同一水平高度，如图所示。则下列四个选项中，判断正确的是( )
C
知2－讲
感悟新知
A. 若蜡烛放置在 10 cm 刻度线处，移动光屏，在光屏上不能呈现烛焰清晰的像
B. 若蜡烛放置在 20 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
C. 若蜡烛放置在 35 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰放大的实像
D. 若蜡烛放置在 45 cm 刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰缩小的实像
知2－讲
感悟新知
解析：蜡烛在 10 cm 刻度线处，物距u=40 cm>2f，烛焰成倒立、缩小的实像。
蜡烛在 20 cm 刻度线处，物距u=30 cm>2f，烛焰成倒立、缩小的实像。
蜡烛在 35 cm 刻度线处，物距u=15 cm，2f>u>f，烛焰成倒立、放大的实像。
蜡烛在 45 cm 刻度线处，物距u=5 cm，f>u，烛焰成正立、放大的虚像。
1．【中考·黄冈】如图是爱动脑筋的小明用手机和透镜自制的简易投影仪，它能将手机上的画面放大投射到白墙上。下列说法正确的是( )
A. 手机到透镜的距离应大于透镜的两倍焦距
B. 墙上呈现的是手机画面的正立、放大的虚像
C. 要使墙上的像变大，应增大手机与透镜间的距离
D. 要使墙上的像变大，应缩小手机与透镜间的距离
知2－练
感悟新知
D
2．如图所示，小乐用放大镜看指纹时，觉得指纹的像太小，为使指纹的像大一些，正确的做法是( )
A. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍近些
B. 眼睛和手指不动，让放大镜离手指稍远些
C. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍近些
D. 放大镜和手指不动，让眼睛离放大镜稍远些
知2－练
感悟新知
B
课堂小结
凸透镜成像的规律
两个分界点
两个一致性
焦点：实像、虚像的分界点
二倍焦距：成放大、缩小实像的分界点
像与像距大小变化
像与物移动方向
u>f:实像
u<2f:放大
u>2f:缩小
u物向右，像向右
物距变大，像变大
课堂小结
1. 凸透镜成像规律及其应用：
物距u
像的性质
应用
正倒
大小
虚实
像距v
u＞2f
倒
缩小
实
2f＞v＞f
照相机、摄像机
u＝2f
倒
等大
实
v＝2f
测焦距
2f＞u＞f
倒
放大
实
v＞2f
投影仪、幻灯机
u＝f
不成像
u＜f
正
放大
虚
v＞u
放大镜
凸透镜成像的规律
课堂小结
2. 凸透镜成像中物体与像的移动规律：凸透镜成实像
时，若凸透镜不动，物体向上移动，像会向下移动。
若物体不动，凸透镜向上移动，像也向上移动。
3. 凸透镜成像规律：
(如图所示)
凸透镜成像的规律
谢谢！