§4-5

科學(xué)探究：凸透鏡成像

眼鏡片上的透鏡1、中間厚，邊緣薄的透鏡稱為凸透鏡一、透鏡分類2、中間薄，邊緣厚的透鏡稱為凹透鏡辨別下列透鏡:ABCDEF凸透鏡（）凹透鏡（）ABDCEF1、凸透鏡對(duì)光線的作用二、透鏡對(duì)光線的作用1、凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用1、凸透鏡對(duì)光線的作用二、透鏡對(duì)光線的作用2、凹透鏡對(duì)光線的作用二、透鏡對(duì)光線的作用2、凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用2.凹透鏡對(duì)光線的作用二、透鏡對(duì)光線的作用空氣空氣玻璃光經(jīng)過玻璃三棱鏡兩次折射后的出射光線向棱鏡底部偏折（光線往厚的地方偏折）為什么凸透鏡對(duì)光線有匯聚作用，凹透鏡對(duì)光線有發(fā)散作用思考：三、透鏡的焦點(diǎn)和焦距平行于主光軸的光線經(jīng)過凸透鏡后將會(huì)聚于一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫焦點(diǎn)焦點(diǎn)到凸透鏡中心的距離叫做焦距三、透鏡的焦點(diǎn)和焦距將光路從右向左傳播，發(fā)現(xiàn)光線也能會(huì)聚于焦點(diǎn)。說明凸透鏡有左右兩個(gè)焦點(diǎn)凹透鏡如圖：F稱為凹透鏡的虛焦點(diǎn)，凹透鏡有左右兩個(gè)虛焦點(diǎn)。f是虛焦點(diǎn)到凹透鏡光心的距離，稱為焦距。怎樣測(cè)量凸透鏡的焦距？太陽光聚焦法：拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽光，在把一張紙放在它的另一側(cè)，改變透鏡與的距離，直到紙上的光斑變的最小最亮，測(cè)量這個(gè)最小最亮的光斑到透鏡光心的距離，這就是焦距。

2.凸透鏡的焦距OFFff（4）兩邊的焦距相等。（3）焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距(f)。主光軸焦點(diǎn)焦點(diǎn)光心焦距焦距焦點(diǎn)焦距焦點(diǎn)焦距（１）凸透鏡對(duì)平行于主光軸的平行光線有會(huì)聚的作用，固凸透鏡又叫會(huì)聚透鏡虛焦點(diǎn)焦距焦距虛焦點(diǎn)（２）凹透鏡對(duì)平行于主光軸的平行光線有發(fā)散的作用，故凹透鏡又叫發(fā)散透鏡活動(dòng)二：你有什么方法辨別它們?看誰的方法又多又好!辨別凸透鏡與凹透鏡

判別凸透鏡和凹透鏡的方法辨別透鏡的主要方法

摸

看

照中央厚邊緣薄中央薄邊緣厚放大常用方法凸透鏡

凹透鏡縮小會(huì)聚發(fā)散FFFF1、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(diǎn)，經(jīng)凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散的折射光線的反向延長(zhǎng)線通過虛焦點(diǎn)。3、經(jīng)過凸透鏡焦點(diǎn)的光線折射后平行于主光軸射出。

對(duì)著凹透鏡異側(cè)虛焦點(diǎn)入射的光線折射后平行于主光軸射出。三條特殊光線練習(xí)、根據(jù)圖中光通過透鏡前后的方向，在圖中填上適當(dāng)類型的透鏡．甲丙透鏡及其應(yīng)用課堂練習(xí)

2、光心大致在透鏡中心處，通過光心和球面球心的直線叫做透鏡的

。主光軸

3、凸透鏡對(duì)光有

作用，凹透鏡對(duì)光有

作用。會(huì)聚發(fā)散課堂練習(xí)

4、平行光通過凸透鏡，將會(huì)聚到主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)稱為凸透鏡的

，

到光心的距離叫做

，一個(gè)透鏡有兩個(gè)

。焦點(diǎn)焦點(diǎn)焦距焦點(diǎn)

你有幾種辦法辨別近視眼鏡和老花眼鏡的鏡片是凸透鏡還是凹透鏡我們發(fā)現(xiàn)：近視眼鏡的鏡片是凹透鏡老花眼鏡的鏡片是凸透鏡透鏡透鏡的作用透鏡的特殊光線透鏡的分類凸透鏡成像規(guī)律？這一節(jié)課我們學(xué)到了什么？知識(shí)結(jié)構(gòu)框圖探究凸透鏡成像的規(guī)律

困惑：

我們看到了人在照相的時(shí)候，總是可以得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像；在看電影的時(shí)候，我們可以看到一個(gè)放大的實(shí)像；老爺爺還可以透過放大鏡看到一個(gè)放大了的字，這都是通過凸透鏡所成的像。那么同樣是凸透鏡，為什么可以成這樣不同的像呢？一、探究課題：

像的大小、倒正、虛實(shí)是否和物體與凸透鏡的距離有關(guān)？2023/9/13提出猜想凸透鏡成像可能與__________________有關(guān)物體到透鏡的距離

物體到透鏡的距離簡(jiǎn)稱為物距(u)

像到透鏡的距離簡(jiǎn)稱為像距(v)信息快遞點(diǎn)燃的蠟燭凸透鏡(f=10cm)光屏光具座實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座（刻度尺）和火柴設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量：

1.凸透鏡的焦距（f）FFFF2F2Fuv2.物體到凸透鏡的距離（物距u）3.像到凸透鏡的距離（像距v）實(shí)驗(yàn)思路：物體首先在2F之外，然后在2F和F之間，最后在F以內(nèi)。記下每一次的物距和像距，以便研究凸透鏡成像的性質(zhì)（大小、虛實(shí)、倒正）。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)時(shí)候，將蠟燭和光屏分別放在透鏡的兩側(cè)。如何保證蠟燭的像始終能成在光屏上？調(diào)節(jié)蠟燭、透鏡、光屏的

中心，使它們的三心在同一高度上,為了使?fàn)T焰的像成在光屏的中央。

FFff2f2f2.將蠟燭、凸透鏡、光屏依次固定在光具座上，使三者在同一直線上。3.點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，讓燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。

三心同高2023/9/13想一想如何測(cè)定凸透鏡焦距?

2、虛像：不是實(shí)際光線會(huì)聚而成，光屏上得不到的像。

實(shí)像：由實(shí)際光線會(huì)聚而成的,能顯示在光屏上。2023/9/13大于2倍焦距倒立、縮小、實(shí)像3、將蠟燭放在2

f之外的地方，移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的像，觀察像的大小與倒正。等于2倍焦距倒立、等大、實(shí)像4、把物體放在2倍焦距上，觀察像的大小、倒正、虛實(shí)。小于2倍焦距大于1倍焦距倒立、放大、實(shí)像5、將蠟燭移到2f和f之間，重復(fù)以上的操作，進(jìn)行觀察和測(cè)量。等于1倍焦距

不成像6、把物體放在焦點(diǎn)上，觀察能否成像。小于1倍焦距

正立、放大、虛像7、繼續(xù)移近蠟燭，使U＜F，在光屏上能否得到像呢？怎樣才能看到蠟燭的像呢？透過凸透鏡觀察像的情況。5、凸透鏡成像的特點(diǎn)物距u像的特點(diǎn)像距v應(yīng)用大小倒正虛實(shí)--------縮小倒立實(shí)像等大倒立實(shí)像放大倒立實(shí)像不成像放大正立虛像u>2fu=2ff<u<2fu=fu<ff<v<2fv=2fv>2f照相機(jī)幻燈機(jī)投影儀放大鏡2023/9/13交流合作實(shí)驗(yàn)思考當(dāng)成實(shí)像時(shí)，如用手擋住透鏡的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么變化？2023/9/13FFf1．將燭焰、凸透鏡、光屏依次放置在光具座上，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏使它們的中心在同一高度，為了使?fàn)T焰的像成在光屏的中央。2.在此實(shí)驗(yàn)中，無論怎樣左右移動(dòng)光屏，在光屏上都不能呈現(xiàn)燭焰的像，原因可能有哪些？（1)燭焰在焦點(diǎn)以內(nèi)（2）燭焰在焦點(diǎn)上（3）燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度（4）蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座上的光屏無法移動(dòng)到該位置實(shí)驗(yàn)中的問題3.當(dāng)透鏡被遮攔一半和大半部分時(shí)光屏上的像會(huì)怎么樣？像形狀沒有改變，但像會(huì)變暗4、凸頭鏡呈實(shí)像的規(guī)律是：

上下顛倒、左右相反

5、若燭焰在光屏上的位置偏高，要想使像成在光屏的中央應(yīng)調(diào)節(jié)蠟燭是燭焰向上移動(dòng)，或?qū)⑼雇哥R向下移動(dòng)（像的移動(dòng)方向跟物體移動(dòng)方向相反，透鏡的移動(dòng)方向跟像的移動(dòng)方向一致）實(shí)驗(yàn)中的問題2023/9/13實(shí)驗(yàn)拓展1、在實(shí)驗(yàn)中，你能發(fā)現(xiàn)實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)在什么位置嗎？2、在實(shí)驗(yàn)中，你能發(fā)現(xiàn)放大的像和縮小的像的分界點(diǎn)在什么位置嗎？2023/9/13交流合作實(shí)驗(yàn)思考3、什么情況下像和物體在凸透鏡兩側(cè)？什么情況下像和物體在凸透鏡同側(cè)？2023/9/13交流合作實(shí)驗(yàn)思考4、當(dāng)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，隨著物距的減少，像距是怎樣變化的？凸透鏡成像的特點(diǎn)記憶口訣一倍焦距分虛實(shí)，兩倍焦距分大小；實(shí)像異側(cè)且倒立，物進(jìn)像退像變大虛像正立在同側(cè)，物進(jìn)像進(jìn)像變小凸透鏡在

時(shí)成實(shí)像，在

時(shí)成虛像。凸透鏡在

時(shí)成縮小的實(shí)像，在

時(shí)成放大的實(shí)像。凸透鏡在

時(shí)成倒立的像，在

時(shí)成正立的像。成實(shí)像時(shí)，物距變小，成的像

，像距

。凸透鏡成像時(shí)，

縮小的虛像，

正立的實(shí)像，

倒立的虛像。（填“有”或“沒有”）凸透鏡成放大實(shí)像時(shí)，物距

像距，成縮小實(shí)像時(shí)，物距

像距。（填“大于”或“小于”）u>fu<fu>2fu<2fu>fu<f變大變大沒有沒有沒有小于大于規(guī)律精煉2023/9/13隨堂練習(xí)例：如圖所示，保持凸透鏡的位置不變，先后把燭焰放在a、b、c、d、e各點(diǎn)，并分別調(diào)整光屏的位置。則：1、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最大；

把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最小。abcdeFFf2f2023/9/13abcdeFFf2f2、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)清晰的像時(shí)，

屏距凸透鏡最遠(yuǎn)。3、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上不會(huì)出現(xiàn)像。2023/9/13例：在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中凸透鏡的焦距是10cm，點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到了蠟燭清晰的像，這個(gè)像一定是（

）A倒立放大的實(shí)像B倒立縮小的實(shí)像C正立放大的實(shí)像D正立放大的虛像典型習(xí)題某同學(xué)將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處時(shí)，在光屏上得到一個(gè)縮小的像．當(dāng)蠟燭距透鏡9cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的像．這個(gè)凸透鏡的焦距可能是（）

A．10cm

B．8cm C．6cm

D．4cm解u＝15cm時(shí)，是縮小實(shí)像

∴

u＞2f

15cm＞2f

f＜7.5cm

又知u＝9cm時(shí)，是放大實(shí)像

∴

f＜9cm＜2f

9cm＞f＞4.5cm綜合兩個(gè)不等式得：4.5cm＜f＜7.5cm

答案：C2023/9/13例:一個(gè)物體到凸透鏡的距離是30cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的實(shí)像，若