资源描述
探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律 探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律FFFF1、通过光心的光线通过光心的光线 传播方向不改变。传播方向不改变。2、平行于主光轴的光线平行于主光轴的光线 经凸透镜折射后通过焦点，经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线 通过虚焦点。通过虚焦点。3、经过凸透镜焦点的光线经过凸透镜焦点的光线 折射后平行于主光轴射出。折射后平行于主光轴射出。对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线对着凹透镜异侧虚焦点入射的光线 折射后平行于折射后平行于 主光轴射出主光轴射出。三条特殊光线三条特殊光线FFFF1、通过光心的光线通过光心的光线 传播方向不改变。传播方向不改变。2、平行于主光、平行于主光F真实光线会聚的像真实光线会聚的像2F2F物距物距（u u）像距像距（v v）F实像实像：物体和像分别在凸透镜的两侧物体和像分别在凸透镜的两侧（物像异侧物像异侧）实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察F真实光线会聚的像真实光线会聚的像2F2F物距（物距（u）像距（）像距（v）F实像：物体实像：物体FF真实光线的反向延长线会聚的像真实光线的反向延长线会聚的像虚像：虚像：物体和像分别在凸透镜的同侧物体和像分别在凸透镜的同侧（物像同侧物像同侧）虚像虚像不不能呈现在光屏，能呈现在光屏，只能只能用眼睛观察用眼睛观察FF真实光线的反向延长线会聚的像虚像：物体和像分别在凸透镜的真实光线的反向延长线会聚的像虚像：物体和像分别在凸透镜的照相机照相机投影仪投影仪放大镜放大镜生活中的透镜生活中的透镜照相机投影仪放大镜生活中的透镜照相机投影仪放大镜生活中的透镜投影仪的成像原理投影仪的成像原理 胶片位于凸透镜胶片位于凸透镜1倍焦距和倍焦距和2倍焦距之间倍焦距之间(fU2f)，物距物距小于小于像距像距(U2f)，物距物距大于大于像距像距(UV)，成成倒倒立缩小的实像。立缩小的实像。f2ff照相机成像原理照相机成像原理 物体位于凸透镜物体位于凸透镜2倍焦距以外倍焦距以外(U1、照相机：物体离镜头比较远比较远，u2f 像是缩小缩小、倒立的实像。倒立的实像。2、投影仪：物体离镜头比较近比较近，fu2f 像是放大放大、倒立的实像。倒立的实像。3、放大镜：物体离镜头很近很近，u2f物距物距u像距像距v物体到透镜中心的距离；物体到透镜中心的距离；像距：像距：光屏到透镜中心的距离；光屏到透镜中心的距离；物距：物距：物距物距u像距像距v物体到透镜中心的距离；像距：光屏到透镜中心的距离物体到透镜中心的距离；像距：光屏到透镜中心的距离？问题问题：凸透镜成像有什么规律？像的虚实、大小、凸透镜成像有什么规律？像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系？正倒跟物距有什么关系？凸透镜成像可能与_有关。物体到透镜的距离 猜想：猜想：？问题：凸透镜成像可能与？问题：凸透镜成像可能与_ 实验设计实验设计实验目的：实验目的：探究凸透镜成像的规律。探究凸透镜成像的规律。实验器材：实验器材：光具座光具座(刻度尺刻度尺)、凸透镜、蜡烛、凸透镜、蜡烛、光屏、天燃气打火机光屏、天燃气打火机(或火柴或火柴)。实验设计实验设计实验准备实验准备1.把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在灯具座上。把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在灯具座上。2.点燃蜡烛，调整三者的高度，使烛焰、凸点燃蜡烛，调整三者的高度，使烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。透镜和光屏的中心在同一高度。(目的：使目的：使烛焰的像成在光屏的中央烛焰的像成在光屏的中央)。3.先将蜡烛放在离凸透镜较远的地方，然后先将蜡烛放在离凸透镜较远的地方，然后逐渐移向凸透镜，在移动过程中，观察成逐渐移向凸透镜，在移动过程中，观察成像的情况像的情况,并作好记录。并作好记录。实验准备实验准备1.把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在灯具座上。把蜡烛、凸透镜、光屏依次放在灯具座上。如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？为了使烛焰的像成在光屏的中央，调节蜡为了使烛焰的像成在光屏的中央，调节蜡烛、透镜、光屏的中心，使它们的三心在同一烛、透镜、光屏的中心，使它们的三心在同一高度上。高度上。点燃的蜡烛点燃的蜡烛凸透镜凸透镜光屏光屏光具座光具座如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？为了使烛焰的为了使烛焰的焦距测量焦距测量83.9cm0cm89cm当物体离凸透镜当物体离凸透镜非常远非常远时时,近似的认为凸透镜的近似的认为凸透镜的焦距约等于像距焦距约等于像距,即即fv光屏上承接的像光屏上承接的像清晰的点清晰的点时，记录物距时，记录物距u、像距、像距v和像的性质。和像的性质。V=5.1cmfv测定凸透镜的焦距约为测定凸透镜的焦距约为f=5cm焦距测量焦距测量83.9cm0cm89cm当物体离凸透镜非常远时当物体离凸透镜非常远时,近近50cmV=5cm40cmf=5cm45cmf=5cm2f2f35cm55cm温馨提示：温馨提示：1凸透镜的焦距为凸透镜的焦距为52光屏上承接的像光屏上承接的像最清晰最清晰时，记录物距时，记录物距u、像距、像距v和像的性质。和像的性质。50cm40cmf=5cm45cmf=5cm2f2f35cm实验记录实验记录物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系u2f84u2f14u2f12u=2f10u=2f102fuf92fuf7u=f5u=f5uf4u2f)时，物体通过凸透时，物体通过凸透镜在光屏上成像的镜在光屏上成像的性质和位置是性质和位置是什么什么?物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系u2f14u2f12实像实像缩小缩小倒立倒立异侧异侧fv2f实像实像缩小缩小倒立倒立异侧异侧fv2f 6 8照相机照相机实验记录凸透镜焦距实验记录凸透镜焦距f=5cm 物距大于物距大于2实验记录实验记录凸透镜焦距凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2倍焦距倍焦距(u=2f)时，物体通过凸透时，物体通过凸透镜在光屏上成像的镜在光屏上成像的性质和位置是性质和位置是什么什么?物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系u=2f10u=2f10实像实像等大等大倒立倒立异侧异侧V=2f实像实像等大等大倒立倒立异侧异侧V=2f测定焦距测定焦距1010实验记录凸透镜焦距实验记录凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2实验记录实验记录凸透镜焦距凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2倍焦距倍焦距(fuuf92fuf7实像实像放大放大倒立倒立异侧异侧V2f实像实像放大放大倒立倒立异侧异侧V2f投影仪投影仪1315实验记录凸透镜焦距实验记录凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2实验记录实验记录凸透镜焦距凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2倍焦距倍焦距(u=f)时，物体通过凸透时，物体通过凸透镜在光屏上成像的镜在光屏上成像的性质和位置是性质和位置是什么什么?物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系u=f5u=f5探照灯探照灯不能成像不能成像不能成像不能成像射灯射灯实验记录凸透镜焦距实验记录凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2实验记录实验记录凸透镜焦距凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2倍焦距倍焦距(uf)时，物体通过凸透时，物体通过凸透镜在光屏上成像的镜在光屏上成像的性质和位置是性质和位置是什么什么?物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系uf4uu虚像虚像放大放大正立正立同侧同侧vu放大镜放大镜84实验记录凸透镜焦距实验记录凸透镜焦距f=5cm 物距等于物距等于2实验记录实验记录物距物距u与焦距与焦距f像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例u与与f的关的关系系物距物距u/cm实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同与物体同侧或异侧侧或异侧像距像距v/cm像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的的关系关系u2f84实像点实像点缩小缩小异侧异侧5vf测定焦距测定焦距u2f14实像实像缩小缩小倒立倒立异侧异侧6fv2f12实像实像缩小缩小倒立倒立异侧异侧8fvuf9实像实像放大放大倒立倒立异侧异侧13v2f投影仪投影仪2fuf7实像实像放大放大倒立倒立异侧异侧15v2fu=f5不能成像不能成像探照灯探照灯u=f5不能成像不能成像uu放大镜放大镜uu凸透镜焦距凸透镜焦距f=5cm实验记录物距实验记录物距u与焦距与焦距f像的性质像的位置应用像的性质像的位置应用u与与f的关系物距实的关系物距实凸透镜成像规律凸透镜成像规律物距物距u与焦距与焦距f的关系的关系像的性质像的性质像的位置像的位置应用应用举例举例实像实像或虚像或虚像放大放大或缩小或缩小正立正立或倒立或倒立与物体同侧与物体同侧或异侧或异侧像距像距v与焦距与焦距f或物距或物距u的关系的关系u2f一束平行光一束平行光实像点实像点缩小缩小异侧异侧v=f测定焦距测定焦距u2f实像实像缩小缩小倒立倒立异侧异侧fvuf实像实像放大放大倒立倒立异侧异侧v2f投影仪投影仪u=f不能成像，得到一束平行光。不能成像，得到一束平行光。测定焦距测定焦距uu放大镜放大镜凸透镜成像规律结论物距凸透镜成像规律结论物距u与焦距与焦距f像的性质像的位置应用实像放大像的性质像的位置应用实像放大2024/5/172023/8/3实验拓展实验拓展1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？2、在实验中，你能发现放大的实像和缩小的实像的分界点在什么位置吗？焦点焦点是实像和虚像的分界点是实像和虚像的分界点 二倍焦距二倍焦距是放大的实像和缩小的实像的分界点是放大的实像和缩小的实像的分界点实验拓展实验拓展 1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界、在实验中，你能发现实像和虚像的分界实验思考实验思考3、什么情况下像和物体在凸透镜、什么情况下像和物体在凸透镜两两侧？侧？什么情况下像和物体在凸透镜什么情况下像和物体在凸透镜同同侧？侧？成成实像实像时物像时物像异异侧侧成成虚像虚像时物像时物像同同侧侧 实验拓展实验拓展实验思考实验思考3、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？成实像时物像异侧、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？成实像时物像异侧实验思考实验思考4、当凸透镜成实像时，随着物距的、当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？减小，像距是怎样变化的？实验拓展实验拓展实验思考实验思考4、当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化、当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化实像异，实像异，物近像远大；物近像远大；虚像同，虚像同，物近像近小。物近像近小。一焦分一焦分二焦分二焦分虚实正倒；虚实正倒；大小。大小。物距越接近物距越接近2f2f，物像距离越小，越接近，物像距离越小，越接近4f4f。小结小结物体越靠物体越靠近焦点像近焦点像越大越大实像异，物近像远大；虚像同，物近像近小。一焦分二焦分虚实正倒实像异，物近像远大；虚像同，物近像近小。一焦分二焦分虚实正倒规律精炼规律精炼一倍焦点分一倍焦点分虚实虚实；二倍焦距分；二倍焦距分大小大小。二倍焦距二倍焦距物像等；像的大小物像等；像的大小像距像距定；定；实像实像与物与物异侧倒异侧倒，物，物近近像像远远像变像变大大；虚像虚像与物与物同侧正同侧正；物；物近近像像近近像变像变小小；像儿跟着物体跑。像儿跟着物体跑。规律精炼一倍焦点分虚实；二倍焦距分大小。规律精炼一倍焦点分虚实；二倍焦距分大小。随堂练习随堂练习1 如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在把烛焰放在a a、b b、c c、d d、e e各点，并分别调整光各点，并分别调整光屏的位置。则：屏的位置。则：1、把烛焰放在、把烛焰放在 点，屏上出现的像最大；点，屏上出现的像最大；把烛焰放在把烛焰放在 点，屏上出现的像最小。点，屏上出现的像最小。a bcd eFFf2f随堂练习随堂练习1 如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后abca bcd eFFf2f2、把烛焰放在、把烛焰放在 点，屏上出现清晰的像时，点，屏上出现清晰的像时，屏距凸透镜最远。屏距凸透镜最远。3、把烛焰放在、把烛焰放在 点，屏上不会出现像。点，屏上不会出现像。随堂练习随堂练习1abcdeFFf2f2、把烛焰放在、把烛焰放在 点，点，1.当物体在2倍焦距以外时，凸透镜成_、_、_像；像在1倍焦距和2倍焦距之间。2.当物体在1倍焦距和2倍焦距之间时，凸透镜成_、_、_像；像距在二倍焦距以外。3.当物体在焦距以内时，凸透镜成_、_、_像；像距大于物距。4.当物体放在交点上时，_，光线经折射后平行射出。倒立倒立缩小缩小实实倒立倒立放大放大实实正立正立放大放大虚虚不能成像不能成像随堂练习随堂练习21.当物体在当物体在2倍焦距以外时，凸透镜成倍焦距以外时，凸透镜成_、_在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中凸透镜的焦距是10cm，点燃的蜡烛放在距凸透镜5cm处，在凸透镜另一侧的光屏上观察到了蜡烛清晰的像，这个像一定是（）A.倒立放大的实像B.倒立缩小的实像C.正立放大的实像D.正立放大的虚像随堂练习随堂练习3 在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中凸透镜的焦距是在利用蜡烛研究凸透镜成像的实验中凸透镜的焦距是一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得到一个放大的实像，若把物体沿凸透镜的主光轴移到距凸透镜65cm处，则成像的情况是()解析：凸透镜所成像的性质与物距有关，由u=30cm时成倒立放大的实像可知：fu2f，即f30cm2f，解得：15cmf30cm，2f2f。所以成倒立缩小的实像。倒立缩小的实像倒立缩小的实像随堂练习随堂练习4 一个物体到凸透镜的距离是一个物体到凸透镜的距离是30cm时，在光屏上得时，在光屏上得AB凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ABff2f2fAB凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ABff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f凸透镜成像光路图：凸透镜成像光路图：ff2f2f1、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（则（）A成像在成像在2倍焦距处倍焦距处 B成像在焦点上成像在焦点上 C成像在焦点内成像在焦点内 D不成像不成像B随堂练习随堂练习51、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（）2、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼，、用圆形的鱼缸或透明的罐头瓶养鱼，从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼从侧面观赏缸内的鱼，你看到的那条鱼是（是（）A实物实物 B等大的实像等大的实像 C放大的实像放大的实像 D放大的虚像放大的虚像D随堂练习随堂练习52、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、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3、某学生在做凸透镜成像实验时，若发、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜现在距透镜20cm处的光屏上有一个倒处的光屏上有一个倒立等大的像，则此透镜的焦距可能为立等大的像，则此透镜的焦距可能为（）A10cm B6cm C25cm D无法确定无法确定A随堂练习随堂练习53、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜、某学生在做凸透镜成像实验时，若发现在距透镜20cm处的光处的光4、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现将透镜中部遮住不让光通过，则屏上的像将透镜中部遮住不让光通过，则屏上的像（）A缺少中部缺少中部 B变小变小 C性质不变，像变暗性质不变，像变暗 D变大变大C随堂练习随堂练习54、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现将透镜中部遮住不让光、某物体经凸透镜在光屏上得到一个像，现将透镜中部遮住不让光5、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和和24cm，分别得到放大的虚像、放，分别得到放大的虚像、放大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距大的实像和缩小的实像，则凸透镜的焦距f满满足关系式（足关系式（）Af6cmB6cmf18cm C9cmf12cm D18cmf24cmC随堂练习随堂练习55、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和和24？考考你：？考考你：某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm15cm处时，在处时，在光屏上得到一个缩小的像当蜡烛距透镜光屏上得到一个缩小的像当蜡烛距透镜9cm9cm时，在光屏时，在光屏上得到一个放大的像这个凸透镜的焦距可能是（）上得到一个放大的像这个凸透镜的焦距可能是（）A A10 cm10 cm B B8 cm 8 cm C C6 cm6 cm D D4 cm4 cm解解u15cm时，是缩小实像时，是缩小实像u2f15 cm2ff7.5 cm又知又知u9cm时，是放大实像时，是放大实像 f9 cm2f9cmf4.5 cm综合两个不等式得：综合两个不等式得：4.5cmf7.5 cm答案：答案：C？考考你：？考考你：某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜某同学将一支点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm
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