滬科版八年級物理 （科學探究：凸透鏡成像）多彩的光課件

第四章多彩的光科學探究：凸透鏡成像

以上都是生活中常見的透鏡，他們成的像有什么不同呢？新課引入

學習目標1.能正確區(qū)分凸透鏡和凹透鏡.2.能正確在圖中標出凸透鏡的主光軸、光心、焦點和焦距.

3.理解凸透鏡成像的規(guī)律.4.知道凸透鏡所成像的正倒、大小、虛實與物距的關系.

新課目標

凸透鏡是利用光的折射原理制成的光學器件，其形狀是中央較厚、邊緣較薄.凸透鏡鏡面的兩個表面或至少一個表面是球面的一部分.它是放大鏡、照相機及望遠鏡等光學儀器的基本元件.凸透鏡一新課講解

如圖所示，平行光通過凸透鏡后將會聚于一點.可見，凸透鏡對光有會聚作用.所以，凸透鏡又叫做會聚透鏡.

使平行于透鏡主光軸的幾束光射向凸透鏡，光從凸透鏡的另一側射出，觀察到凸透鏡能使平行于主光軸的光會聚到一點上.實驗現(xiàn)象說明凸透鏡對光有會聚作用.1.凸透鏡對光的作用實驗與探究2.透鏡的光心與主光軸主光軸：通過兩個球面球心

的直線，叫做透鏡的主光軸.簡稱光軸.光心：凸透鏡的中心O叫做光心.凡是經(jīng)過這一點的光都不改變傳播方向.

C2

C1O凡是通過透鏡光心的光線，其傳播方向不改變.主光軸光心OFf3.凸透鏡的焦點和焦距焦點：平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡會聚的點稱為凸透鏡的焦點.凸透鏡的兩側各有一個焦點.焦距：焦點到光心的距離稱為焦距.焦距焦點主光軸Ff焦點f凸透鏡有兩個焦點FF1.通過光心的光線:傳播方向不改變.2.平行于主光軸的光線:經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點.3.經(jīng)過凸透鏡焦點的光線:折射后平行于主光軸射出.4.凸透鏡的作圖：三條特殊光線

拿一個凸透鏡正對著太陽光，在把一張紙放在它的另一側，改變透鏡與紙的距離，直到紙上的光斑變得最小、最亮，測量這個最小、最亮的光斑到透鏡光心的距離，這就是焦距.

太陽光離我們非常遠，射到地面的陽光可以看做平行光.想一想，怎樣利用陽光測量凸透鏡的焦距？觀察與思考（一）提出問題：

像的實虛、大小、正倒跟物體到凸透鏡的距離有什么關系？（二）猜想與假設：

可能與物體到透鏡的距離有關.實驗探究：凸透鏡成像的規(guī)律二1.所需實驗器材有哪些？答：光具座（帶刻度尺）、蠟燭、火柴、凸透鏡、光屏.2.實驗器材的安裝規(guī)則是什么？答：擺放順序可以從左到右依次為蠟燭、凸透鏡、光屏.使蠟燭、凸透鏡、光屏放在同一直線上.注意：調整它們的高度，使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度.（三）設計實驗與制定計劃理解物距、像距、焦距概念物距：物體離凸透鏡的距離.像距：像到凸透鏡的距離.焦距：焦點到凸透鏡光心的距離.FF2F2F物距u像距

v焦距f

分別使物距u在1.大于二倍焦距（u>2f）2.大于一倍焦距小于二倍焦距（f<u<2f）3.小于一倍焦距（u<f）的范圍內，觀察燭焰通過凸透鏡在光屏上成像的變化.

（四）進行實驗與收集證據(jù)

用一支蠟燭作為發(fā)光體，一塊白色的硬紙板作為屏，研究蠟燭的成像情況.物距與焦距的關系物距u/cm像的性質像距v/cm虛實大小正倒

像與物距的關系凸透鏡的焦距f=

cm

把實驗中得到的數(shù)據(jù)和觀察結果填入下表.每個小組可以選擇適當?shù)奈锞?，并與各小組共享測量的數(shù)據(jù).1.像的虛實：凸透鏡在什么條件下成實像？在什么條件下成虛像？2.在實驗中，你能發(fā)現(xiàn)放大的像和縮小的像的分界點在什么位置嗎？（五）分析與論證焦點是實像和虛像的分界點，當物距小于焦距時，成虛像，當物距大于焦距時，成實像，當物距等于焦距時，不成像.二倍焦距是縮小像和放大像的分界點.分析上表的記錄，找出凸透鏡成像的規(guī)律.3.像的正倒：凸透鏡在什么條件下成正立的像？在什么條件下成倒立的像？成實像時都是倒立的，成虛像時都是正立的.4.實驗過程中在光屏上找不到像的原因有：（1）燭焰、凸透鏡、光屏三者中心（2）當物體在焦點外側處于靠近焦點處時，物體成像很，超過了光具座的范圍，光屏接收不到像.（3）燭焰，凸透鏡不能成像.（4）當燭焰

時，虛像不能用光屏承接到.不在同一高度.遠正好在焦點上在焦點以內大于2倍焦距倒立、縮小、實像①當u＞2f時1.凸透鏡成像規(guī)律歸納與小結等于2倍焦距倒立、等大、實像②當u=2f時小于2倍焦距大于1倍焦距倒立、放大、實像③當f<u<2f時等于1倍焦距不成像④當u=f時小于1倍焦距

正立、放大、虛像⑤當u＜f時1、什么情況下像和物體在凸透鏡兩側？什么情況下像和物體在凸透鏡同側？成實像時物像異側成虛像時物像同側觀察與思考2、當凸透鏡成實像時，隨著物距的減少，像距是怎樣變化的？物距減少像距增大即物像同方向移動像跟著物體在移動一倍焦距分虛實；二倍焦距分大小.實像總是異側倒；物近像遠像變大.虛像總是同側正；物近像近像變小.像的大小像距定；像兒跟著物體跑.凸透鏡成像記憶口訣知識拓展凹透鏡凹透鏡中央薄、邊緣厚，中央比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡.

使平行于透鏡主光軸的幾束光射向凹透鏡，光從凹透鏡的另一側射出，觀察到凹透鏡能使平行于主光軸的光向外發(fā)散.所以，凸透鏡又叫做發(fā)散透鏡.1.凹透鏡對光的作用

焦點Ff焦距2.凹透鏡的焦點和焦距

平行于主光軸的光通過凹透鏡發(fā)散后，其反向延長線的交點叫凹透鏡的焦點(F).F凹透鏡有兩個焦點fF3.凹透鏡的作圖：三條特殊光線FF1.通過光心的光線:傳播方向不改變.2.平行于主光軸的光線:經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過焦點.3.對著凹透鏡異側焦點入射的光線:折射后平行于主光軸射出.典例與精析1.完成下圖中的光路圖（畫出每條入射光線對應的折射光線）.

解析：延長線過另一側焦點的光線經(jīng)凹透鏡折射后將平行于主光軸.平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后，其折射光線的反向延長線過焦點，如圖所示：凸透鏡成像中間厚、邊緣薄凹透鏡幾個概念對光有會聚作用三條特殊光線凸透鏡中間薄、邊緣厚對光有發(fā)散作用三條特殊光線主光軸光心焦點（F）焦距（f）課堂小結1.透鏡f<v<2fv=2fv>2f倒縮小實像相反倒等大實像相反倒放大實像相反——不成像正放大虛像相同2.凸透鏡成像規(guī)律1.說出哪些是凸透鏡，哪些是凹透鏡.凸透鏡：B、E、F凹透鏡：A、C、G課堂訓練2.要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光，應把小燈泡放在（）A.凸透鏡前任意位置B.凸透鏡的焦點上C.凹透鏡前任意位置D.凹透鏡的焦點上B3.將物體放在凸透鏡前16厘米處，在光屏上得到倒立縮小的像，則凸透鏡的焦距可能是（）Ａ、10cmＢ、7cmＣ、8cmＤ、16cmB4.在探究凸透鏡成像實驗中，當物距為20厘米時，得到一個倒立縮小的實像，此時像距為13厘米，則凸透鏡的焦距是（）

A、f>20cmB、13cm<f<20cmC、10cm<f<13cmD、6.5cm<f<10cmD5.小周同學在探究凸透鏡成像規(guī)律實驗時，在光屏上得到清晰的與燭焰等大的像，保持凸透鏡位置不變，為了得到清晰縮小的像，他應該（）

A.讓蠟燭遠離透鏡，同時讓光屏也遠離透鏡

B.讓蠟燭遠離透鏡，同時讓光屏靠近透鏡

C.讓蠟燭靠近透鏡，同時讓光屏也靠近透鏡

D.讓蠟燭靠近透鏡，同時讓光屏遠離透鏡B6.小明在探究凸透鏡成像規(guī)律時，蠟燭與光屏分別置于凸透鏡兩側，保持凸透鏡的位置不變，先后把蠟燭放在如圖所的a、b、c、d四點，分別調整光屏的位置.當把蠟燭位于______點時，屏上出現(xiàn)放大的像；當蠟燭位于_______點時，無論怎樣移動光屏，在光屏上都找不到像.abcdF2fb或cd7.下面兩圖是光線經(jīng)過透鏡后的光路圖,請選擇合適的透鏡填入方框內.ＦＦ8.完成下列光路圖.ＦＦＦＦ9.把物體放在凸透鏡前10cm時，可以在凸透鏡另一側的光屏上得到放大的像.據(jù)此可以推斷這個凸透鏡的焦距范圍為多少？

解：因為是光屏上的像,故像是實像，又是放大的，所以必須滿足：2f>u>f,即：

2f>10(cm)>f

由于2f>10(cm)得：f>5(cm)，綜合10(cm)>f

得：10cm>f>5cm第四章多彩的光

科學探究:凸透鏡成像中央厚、邊緣薄透鏡種類1、凸透鏡（convexlens）凸透鏡對光有

作用。會聚焦點FF焦距f主光軸幾個基本概念光心經(jīng)過光心的光線傳播方向不發(fā)生改變凸透鏡成像有什么規(guī)律嗎？問題與猜測：實驗器材“上”字光源凸透鏡光屏實驗探究凸透鏡成像的規(guī)律也可用蠟燭先用你自己設計的方法測出實驗用的凸透鏡的焦距f，并記錄下來。提示：太陽光可以看作是平行光。平行光都會會聚于焦點。（1）在陽光下固定一凸透鏡，讓陽光垂直照射凸透鏡；（2）在凸透鏡后面放一白紙，前后移動白紙，直到在白紙上得到一個最小的亮點為止固定白紙位置；（3）用刻度尺測出凸透鏡和白紙的距離即是凸透鏡的焦距．器材組裝物距u像距v改變光源、透鏡與光屏的位置，讓發(fā)光體經(jīng)透鏡后成放大、縮小、等大的像，觀察像是正立還是倒立的，記錄好物距與像距，換不同焦距的透鏡重復實驗

凸透鏡成各種不同的像時，物距、焦距和像距之間有什么關系呢？實像與虛像實像（realimage）是能在光屏上呈現(xiàn)的像，它是由實際光線會聚而成的。實像虛像（virtualimage

）不能在光屏上呈現(xiàn)出來，只能用人眼通過透鏡觀察。透鏡焦距f/cm實驗次數(shù)像的大小像的正倒像的性質物距u/cm像距v/cm探究實驗記錄表分析實驗數(shù)據(jù)，歸納總結出凸透鏡成像規(guī)律。★當物距

焦距時，成倒立、縮小的

像?！锂斘锞?/p>

焦距時，成倒立、等大的

像。★當物距

焦距時，成倒立、放大的

像。★當物距

焦距時，成正立、放大的

像。大于2倍等于2倍小于2倍但大于小于實實實虛2、凹透鏡（concavelens）中央薄、邊緣厚FF凹透鏡對光有

作用。發(fā)散試設計三種簡易的實驗方法，辨別透鏡是哪種透鏡方法1：隔著擦鏡紙用手摸透鏡，中央厚、邊緣薄為凸透鏡，反之為凹透鏡方法２：對光有會聚作用的透鏡為凸透鏡；對光有發(fā)散作用的透鏡為凹透鏡方法３：通過透鏡觀看書上的文字（透鏡距書較近），若看到放大的像，則透鏡為凸透鏡；若看到的像是縮小的，則透鏡為凹透鏡當u>2f時，像距v應滿足：

，題中給出像距v=16cm，分析:本題給出的信息是成倒立縮小的實像，說明物距應滿足

；例題：某同學在“研究凸透鏡成像”的實驗中，光屏移動到離凸透鏡16cm處，得到燭焰倒立、縮小的像，他使用的凸透鏡的焦距為：Ａ.４cmＢ.８cmＣ.12cmＤ.18cmf<v<2fu>2f即：f<16cm

<2f只有C選項符合該條件