1、第3节 凸透镜成像的规律,活动1：将凸透镜靠近课本,观察字的 大小,增大凸透镜到课本的距离,观察 到的“字”变化了吗? 活动2：将凸透镜对着窗外的景物,在凸透镜的另一侧用白纸做光屏观察,白纸上能否承接到像?当改变凸透镜和景物的距离时,观察到的像有什么变化?,参考答案： 活动1：将凸透镜靠近课本,观察到的“字”是正立放大的;当增大凸透镜和课本的距离时,看到的“字”正倒、大小都会发生变化。 活动2：能 减小凸透镜到景物的距离时,观察到的像变大;增大凸透镜到景物的距离时,观察到的像变小。,探究凸透镜成像规律： (1)实验器材： 。 (2)物距： 。 (3)像距： 。 (4)实验过程中,为了便于成像,
2、要调整烛焰、凸透镜和光屏的中心在 。,参考答案： (1)光具座、凸透镜、蜡烛、光屏 (2)物体到凸透镜光心的距离 (3)像到凸透镜光心的距离 (4)同一水平高度,探究 探究凸透镜成像的规律 1.猜想与假设： 结合“体验”可以猜想凸透镜成像情况(虚实、大小、正倒)可能跟 有关。 参考答案：物体到凸透镜的距离(物距),2.实验设计：(1)如何确定凸透镜的焦距?,参考答案：可以采用两种方法。聚焦法：把凸透镜正对太阳 光,上下移动凸透镜,能在纸上形成最小、最亮的光斑,这个光 斑是凸透镜的焦点,焦点到凸透镜光心的距离是凸透镜的焦 距。二倍焦距法：改变物体和光屏的位置使光屏上呈现倒 立等大的实像,测出物体
3、到凸透镜光心的距离,则凸透镜的焦 距f= u。,(2)在实验中,如何调节烛焰、凸透镜和光屏中心的高度?为什么? 提示：使烛焰、凸透镜和光屏三者的中心大致在同一水平高度,是为了使烛焰的像成在光屏的中央,便于观察。 参考答案：大致在同一水平高度 使烛焰的像成在光屏的中央,便于观察,(3)在实验中,应如何改变蜡烛、凸透镜和光屏的位置?并注意观察和记录什么? 提示：实验前猜想凸透镜成放大的像还是成缩小的像可能与物距有关。在实验过程中,应该改变蜡烛到凸透镜的距离,并调整光屏的位置,观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质,同时记录物距和像距并注意有规律地与焦距相对照。 参考答案：凸透镜不动,将蜡烛由远及近靠
4、近凸透镜,调整光屏位置,注意观察光屏上能否呈现清晰的像及像的性质,并记录物距、像距的大小。,3.实验现象及数据分析： 实验中得到的数据和观察到的现象如表：,分析实验数据,你可得出实验结论： (1)当 时,成倒立、缩小的实像。 (2)当 时,成倒立、等大的实像。 (3)当 时,成倒立、放大的实像。 (4)当 时,不成像。 (5)当 时,成正立、放大的虚像。 参考答案：(1)u2f (2)u=2f (3)fu2f (4)u=f (5)uf,4.交流与评估： (1)实验中,如果烛焰的像成在光屏的上端,应如何调整才能使像成在光屏的中央? 提示：烛焰的像成在光屏的上端可能是由于烛焰太低或凸透镜太高或光屏
5、太低,故应用三种方法调整：将光屏向上移动; 将蜡烛向上移动;将凸透镜向下移动。 参考答案：将光屏向上移动;将蜡烛向上移动;将凸透镜向下移动。,(2)在探究凸透镜成像规律实验中,保持烛焰、凸透镜位置不动,无论怎样移动光屏,光屏上也得不到像的原因是什么? 提示：蜡烛位于凸透镜的焦点以内,这时烛焰成的是虚像,光屏是接收不到的;蜡烛位于凸透镜的焦点上,此时蜡烛发出的光经凸透镜折射后平行射出,不能成像;烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度,光屏上也可能得不到烛焰的像。 参考答案：蜡烛可能位于凸透镜的焦点以内;蜡烛可能位于凸透镜的焦点上;烛焰、凸透镜、光屏三者的中心可能不在同一高度。,(3)做凸透镜成
6、像实验时,用不透明的物体挡着透镜的上半部或下半部,在光屏上还能承接到像吗?为什么? 提示：只要烛焰到凸透镜的距离大于焦距,调节光屏的位置,仍然能从光屏上得到像,只不过所得到的像比较暗,清晰度差。 参考答案：能 蜡烛发出的光仍然能透过凸透镜,所以仍能成像,只不过所得到的像比较暗,清晰度差。,【微点拨】 (1)在实验中,透镜的焦距在1020cm之间较适宜。 (2)烛焰、凸透镜和光屏的中心在“同一水平高度或同一水平线”,不能叙述为“同一直线或同一高度”。 (3)为了使实验结论更具有普遍性,换不同焦距的凸透镜进行多次实验。 (4)凸透镜所成的实像相对于物体上下左右全颠倒。 (5)物距大于像距,成缩小的
7、像;物距小于像距,成放大的像;物距等于像距,成等大的像。,【知识拓展】在学生探究凸透镜成像规律的过程中,需要按顺 序先后明确以下几个问题：(1)物体通过凸透镜可以成像; (2)所成的像有多种可能,有放大与缩小、正立与倒立、实像与 虚像之分;(3)成像的情况跟物体到凸透镜的距离有关;(4)成像 情况跟物距与焦距的倍数有关,可以按物距大于二倍焦距、大 于焦距而小于二倍焦距、小于焦距来分段进行描述。其中,前 三个问题要在学生进行实验之前弄清楚,第四个问题需要学生,分析测得的实验数据解决。对于凸透镜能够成像,学生缺少感性经验。要引导学生明确镜、物、像、光屏的概念。这里需要突出两点：一是寻找像时要多次前
8、后移动纸板,让学生体会到像只是在一定的位置才有的,只有最清晰时才是物体所成的像,同时还要向学生示范用纸板寻找像的方法,为后面的实验探究做铺垫;二是在纸板上呈现清晰的像时,拿掉凸透镜或物体,纸板上都不会出现像,让学生明确纸板上呈现的是物体通过凸透镜所成的像。,倒立、缩小的实像,fv2f,倒立、等大的实像,v=2f,倒立、放大的实像,v2f,正立、放大的虚像,考点 探究凸透镜成像的规律 【示范题】(2013云南中考)某实验小组用一凸透镜做“探究凸透镜成像规律”实验,进行了以下实验步骤： (1)将凸透镜正对太阳,在另一侧移动光源,在距凸透镜10cm处,光屏上接收到一个最小、最亮的光斑,由此可知,该凸
9、透镜的焦距为 cm。,(2)如图所示,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心调节在 ,移动光屏始终找不到像,这是因为透镜与蜡烛的距离 (选填“大于”“等于”或“小于”) 10cm所致,应将蜡烛向 (选填“左”或“右”)移动一段距离后,才能在光屏上得到烛焰清晰的像。,(3)把蜡烛移动到B处,移动光屏可得到 (选填“放大”或“缩小”)的像。再将蜡烛移动到A处,并移动光屏可得到(选填“放大”或“缩小”)的像,此时光屏与透镜的距离 (选填“大于”或“小于”)10cm。,【解题指南】(1)如何测定凸透镜的焦点? (2)如何调节各器材的位置,使光屏上能得到清晰的像? (3)如何调节蜡烛和光屏的位
10、置,便于得出成像特点?,提示：(1)利用凸透镜对光线的会聚作用,让一束平行光线经过凸透镜,在凸透镜后会聚成一点,这点就是凸透镜的焦点。 (2)调整烛焰、凸透镜和光屏的高度,使它们的中心大致在同一水平高度。 (3)将蜡烛从较远位置(二倍焦距以外)逐渐靠近凸透镜,同时移动光屏观察光屏能否成像,以及所成的像的大小和光屏到凸透镜的距离。,【精讲精析】本题考查凸透镜成像规律。(1)由题意知,最小、 最亮的光斑是焦点,所以焦距为10cm;(2)为使像能成在光屏的 中央,将光具座上点燃的蜡烛的火焰、透镜、光屏三者的中心 调节在同一水平高度处;在光屏上找不到像,可能是因为成虚像 或不能成像,则物距可能小于焦距
11、或等于焦距;要在光屏上成像, 应将蜡烛移动到1倍焦距之外,所以应将蜡烛向左移动;(3)把蜡,烛移动到B处,此时物距为50cm-36cm=14cm,处于1倍和2倍焦距之间,成倒立放大的实像;若在A处,物距为50cm-23cm=27cm,大于2倍焦距,所以成倒立缩小的实像,此时像距处于1倍和2倍焦距之间,所以光屏与透镜的距离大于10cm。 答案：(1)10 (2)同一水平高度 小于或等于 左 (3)放大 缩小 大于,【通关金钥匙】1.确定凸透镜成像特点：,2.凸透镜成像规律汇总：,说明： (1)成实像时,物近像远像变大。 (2)成虚像时,物远像远像变大,即物体越靠近焦点,成的虚像越大。 (3)实像
12、总是倒立的,虚像总是正立的。,【变式训练】(2013雅安中考)张宁用图甲所示的装置测出 凸透镜的焦距,并“探究凸透镜成像规律”,当蜡烛、透镜、 光屏位置如图乙时,在光屏上可成清晰的像。下列说法正确的 是( ),A.凸透镜的焦距是40cm B.图乙中烛焰成的是倒立放大的像 C.照相机成像特点与图乙中所成像的特点相同 D.将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,烛焰可在光屏上成清晰的像,【解析】选B。本题主要考查了测量焦距的方法和凸透镜的成 像规律。平行于主光轴的光线经凸透镜折射后将会聚于点F,点 F即为此透镜的焦点,从焦点到透镜中心的距离即为焦距,则透 镜的焦距为40cm-30cm=10cm,故A选项错误;图乙中,物距u=12cm, 像距v=23cm,像距大于物距,由凸透镜成像规律可知,图乙中烛 焰成的是倒立放大的实像,故B选项正确;由凸透镜成像规律可,知,当u2f时,成倒立缩小的实像,应用于照相机,故C选项错误;因为凸透镜成实像时,物距增大,像距减小,所以将蜡烛远离凸透镜,保持凸透镜、光屏位置不变,则在光屏上不能成清晰的像,要想在光屏上成清晰的像,应将光屏向靠近透镜的方向移动,故D选项错误。故选B。,
