第三章光和眼睛 第6節(jié)探究凸透鏡成像規(guī)律 課堂講解 課時流程 探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗操作凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡的應用 放大鏡 課后作業(yè) 逐點導講練 課堂小結 當堂作業(yè) 1 2 蝴蝶杯 古代飲器之一 以杯中 酒滿蝶顯 酒干蝶隱 的奇特視覺效果而千古流傳 被世人美譽為 千金之寶 注入酒后的蝴蝶杯為什么會顯示出蝴蝶栩栩如生的畫面呢 加酒 知1 講 1 知識點 探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗操作 1 照相機 投影儀 放大鏡成像各有何特點 2 它們成像時 物體到凸透鏡的距離有何不同 知1 講 1 照相機成倒立 縮小的實像 投影儀成倒立 放大的實像 放大鏡成正立 放大的虛像 2 照相機成像時離鏡頭較遠 幻燈機成像時離鏡頭較近 放大鏡成像時離凸透鏡最近 知1 講 凸透鏡成像的正倒 大小 虛實跟物距有什么關系呢 猜想 根據(jù)已有知識提出猜想 物距大 成倒立 縮小的實像 物距小 成倒立 放大的實像 物距更小 成正立 放大的虛像 實驗器材 實驗裝置如下圖所示 器材主要有光具座 蠟燭 凸透鏡 光屏等 問題 知1 講 實驗方案 改變物距大小 觀察不同物距所成像的大小 正倒 虛實 知1 講 本次探究 我們將要面臨的問題都有哪些呢 1 如何保證蠟燭的像成在光屏的中央 2 如何找到像的位置 3 如何能更加方便的測出物距和像距 4 實驗過程中應記錄哪些現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 請同學們設計一個表格記錄實驗數(shù)據(jù) 問題 知1 講 1 使燭焰 凸透鏡 光屏的中心大致在同一高度 知1 講 2 點燃蠟燭 使蠟燭位于凸透鏡前某一位置 左右移動光屏 直到光屏上出現(xiàn)清晰的像 此時光屏的位置就是像的位置 若無論怎樣移動光屏都得不到像 可取下光屏 直接用眼透過凸透鏡觀察 知1 講 3 固定凸透鏡在光具座上 調節(jié)蠟燭和光屏的位置改變物距和像距 4 需記錄像的正倒 大小 虛實 物距和像距 像與物的位置關系 知1 講 研究 像與物距的關系 數(shù)據(jù)記錄表格 知1 講 進行實驗 下面請同學們使蠟燭位于凸透鏡前的不同位置 調節(jié)光屏分別找到像 觀察像的性質 并將對應的物距 像距及像的正倒 大小 虛實分別記錄在實驗數(shù)據(jù)記錄表格內 實驗結論 知1 講 知1 講 分析歸納 分析實驗數(shù)據(jù) 歸納得出成像規(guī)律 知1 講 知1 講 巧學妙記 一倍焦距分虛實 二倍焦距分大小 實像總是異側倒 虛像總是同側正 物近像遠像變大 焦點 以內反變化 知1 講 1 當u f時 凸透鏡為什么不成像 有什么應用 2 當u 2f時 成倒立 等大的實像 你能否利用這一規(guī)律測量一未知凸透鏡的焦距 3 某同學實驗時用白紙遮住了部分透鏡 還能成完整的像嗎 像有什么變化 4 某同學實驗時像成在了光屏的上方 要使像成在光屏中心 可以將蠟燭怎樣移動 問題 知1 講 1 物體在焦點上 發(fā)出的光經(jīng)凸透鏡平行于主光軸 故不成像 可獲得平行光2 求焦距 成等大實像時 f u 23 通過實驗觀察知 仍能成完整的像 像變暗 4 通過實驗觀察可知 蠟燭向上移動 知1 講 蝴蝶杯顯影釋疑 1 結構 知1 講 2 顯影原理 a 沒酒水時 蝴蝶圖片在凸透鏡的焦點上 b 注入酒水后 酒水和凸透鏡的共同作用相當于增大了凸透鏡的焦距 使蝴蝶圖片在凸透鏡焦點以內 成正立 放大的虛像 c 蝴蝶杯顯影光路圖 知1 講 江蘇揚州 實驗探究題 利用光具座探究凸透鏡成像規(guī)律 1 實驗中出現(xiàn)了如圖所示的情形 要使像成在光屏中央 應將光屏向 填 上 或 下 調整 例1 下 知1 講 2 已知凸透鏡焦距為10cm 將蠟燭放在距離凸透鏡25cm處 調節(jié)光屏可得到倒立 填 放大 縮小 或 等大 的實像 應用這個原理工作的儀器有 縮小 照相機 知1 講 3 在上述實驗的基礎上 將蠟燭向遠離透鏡的方向移動 要在光屏上得到清晰的像則應將光屏 填 遠離 或 靠近 透鏡 光屏上的像 填 變大 變小 或 不變 靠近 變小 知1 講 1 燭焰 凸透鏡 光屏三者的中心大致在同一高度上 像才能成在光屏的中心 所以光屏向下移動 2 透鏡的焦距為f 10cm 蠟燭放在距離凸透鏡25cm處 即u 25cm 2f 這時成倒立 縮小的實像 應用這一原理工作的是照相機 3 將蠟燭向遠離透鏡的方向移動 像就會靠近透鏡 因此光屏應當靠近透鏡 且光屏上的像會變小 解析 知1 講 1 物距在不同的范圍內的不同位置要進行兩次或兩次以上的實驗 目的是使結論更準確并具有普遍性 排除偶然性 總結 知1 講 2 隨著實驗的進行 蠟燭在不斷燃燒 會使燭焰的像越來越靠近光屏的上端 這時的調節(jié)方法有三種 將光屏向上移動 將燭焰向上移動 將凸透鏡向下移動 總結 知1 講 總結 3 若將凸透鏡的一部分用遮光板遮住 由于燭焰上所有發(fā)光點發(fā)出的光仍然能被凸透鏡剩下的部分折射到光屏的相應位置 所以成像的性質不變 只是因折射到光屏上的光線減少而使像變暗了 知2 講 2 知識點 凸透鏡成像規(guī)律 凸透鏡成像規(guī)律可用簡要歸納成下面幾句話 1 一倍焦距分虛實 即物體放在凸透鏡的焦點處 不能成像 當物距小于焦距時 成虛像 物距大于焦距時 成實像 也就是說 焦點是凸透鏡成虛像或實像的分界點 知2 講 二倍焦距定大小 是說物距大于1倍焦距而小于2倍焦距時 成倒立 放大的實像 物距大于2倍焦距時 成倒立 縮小的實像 在物距小于1倍焦距時 成正立 放大的虛像 即2倍焦距處是成放大實像或縮小實像的分界點 知2 講 2 實像總是異側倒 即成實像時 總是像 物異側 像相對于物是倒立的 虛像總是同側正 即成虛像時 總是像 物同側 像相對于物是正立的 3 物近像遠像變大 即物體靠近透鏡時 像要遠離透鏡 同時像要變大 物遠像近像變小 即物體遠離透鏡時 像要靠近透鏡 同時像要變小 知2 講 4 像的大小像距定 即像距變大時像變大 像距變小時像變小 像兒跟著物體跑 即物體向哪個方向運動 像就向哪個方向運動 利用凸透鏡成像的規(guī)律可以確定像的性質 也可以確定焦距的范圍 還可以確定物距與像距的變化關系及像的大小變化 知2 講 沈陽 某物體通過一凸透鏡成倒立 放大的實像 此時像距為15cm 當物體移到該透鏡前20cm處時 能夠用光屏承接到的像為 立 填 放大 縮小 或 等大 的像 例2 倒 縮小 知2 講 因為像距為v 15cm時 凸透鏡成倒立 放大的實像 所以此時v 2f 即15cm 2f 解得 f 7 5cm 當物體移到該透鏡前20cm時 u 20cm 故此時u 2f 因此成倒立 縮小的實像 解析 知2 練 1 中考 宜昌 手持一個凸透鏡在室內的白墻和窗戶之間移動 離墻更近些 在墻上能看到 A 倒立 縮小的實像B 倒立 放大的實像C 正立 放大的虛像D 正立 縮小的虛像 A 知2 練 2 漳州改編 用手機攝像頭掃描二維碼 如圖 可快速登錄網(wǎng)頁 訪問網(wǎng)絡數(shù)據(jù) 當手機掃描二維碼時 A 攝像頭相當于凸透鏡B 二維碼是光源C 二維碼位于攝像頭的一倍焦距以內D 二維碼通過攝像頭成的像在一倍焦距以內 A 知3 講 3 知識點 凸透鏡的應用 放大鏡 知3 講 用放大鏡觀察物體 像是縮小還是放大 像是正立還是倒立 像與物體位于透鏡的同側還是兩側 成像特點 1 放大鏡成放大正立的虛像 2 像與物體位于凸透鏡的同側 知3 講 生活中的放大鏡 知3 練 1 放大鏡其實就是一個凸透鏡 其作用是 A 使光線會聚B 使光線發(fā)散C 反射從物體射來的光D 使物體成像 D 知3 練 2 中考 汕尾 某些手表上有一個圓滑的透明凸起 通過它看日期會覺得很清楚 這是因為這個圓滑的凸起相當于一個 我們看到的實際上是一個 填 放大 或 縮小 的 填 實像 或 虛像 虛像 凸透鏡 放大 兩個分界點 兩個一致性 焦點 實像 虛像的分界點 二倍焦距 成放大 縮小實像的分界點 像與像距大小變化 像與物移動方向 u f 實像 u 2f 放大 u 2f 縮小 u f 虛像 物向右 像向右 物距變大 像變大 1 凸透鏡成像規(guī)律及其應用 2 凸透鏡成像中物體與像的移動規(guī)律 凸透鏡成實像時 若凸透鏡不動 物體向上移動 像會向下移動 若物體不動 凸透鏡向上移動 像也向上移動 3 凸透鏡成像規(guī)律 如圖所示 中考 菏澤 在做 探究凸透鏡成像 的實驗時 將焦距為10cm的凸透鏡和蠟燭放在光具座上 位置如圖所示 則在光屏上 A 成倒立放大的實像B 成倒立縮小的實像C 不會得到像D 像距大于10cm小于20cm 1 A 中考 南充 把一個凸透鏡正對著太陽光 在另一側距凸透鏡15cm處得到一個最小 最亮的光斑 將點燃的蠟燭放在離凸透鏡14cm處 經(jīng)凸透鏡所成的像是 A 正立 放大的虛像B 倒立 放大的實像C 倒立 縮小的實像D 正立 放大的實像 2 A 3 中考 襄陽 如圖所示 在 探究凸透鏡成像的規(guī)律 實驗中 若將點燃的蠟燭依次放在a b c三處 其中蠟燭放在 處得到的實像最大 放在 處得到的實像最小 b c 中考 益陽 如圖是凸透鏡成實像時像距v和物距u的關系圖像 分析圖像可知 A 該凸透鏡的焦距是10cmB 當物距u 30cm時 像距v 30cmC 物距增大時像距也增大D 當物距u 15cm時 成縮小的像 4 A 5 長沙 在 探究凸透鏡的成像規(guī)律 實驗中 小明進行了以下探究 1 讓一束平行光正對凸透鏡照射 移動光屏 直到光屏上出現(xiàn)一個最小 最亮的光斑 如圖甲所示 則該凸透鏡的焦距為 cm 10 2 將一支點燃的蠟燭放在如圖乙所示的位置 移動光屏 直到光屏上得到清晰的像 此時的成像原理與生活中的 成像原理相同 3 將點燃的蠟燭移到標尺上40cm和50cm之間的某一位置后 此時應取下光屏 從凸透鏡的 填 左 或 右 側透過凸透鏡觀察像 照相機 右