探究凸透镜成像规律

1、第三章光和眼睛3.6探究凸透镜成像规律第三章光和眼睛3.6探究凸透镜成像规律学点学点1 1探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律概念引入：如图概念引入：如图3 36 61 1所示，所示，_的距离叫物的距离叫物距，用距，用u u表示；表示；_的距离叫像距，用的距离叫像距，用v v表示。表示。物体到透镜光心物体到透镜光心像到透镜光心像到透镜光心3.6探究凸透镜成像规律实验：探究凸透镜成像规律实验：探究凸透镜成像规律提出问题：利用凸透镜能成什么样的像？成像情况与哪些因素有关？提出问题：利用凸透镜能成什么样的像？成像情况与哪些因素有关？猜想假设：凸透镜可能成猜想假设：凸透镜可能成_像，也可能成像，也可能

2、成_像；像的大小及像像；像的大小及像距可能跟距可能跟_、_有关。有关。制订计划：实验装置如图制订计划：实验装置如图3 36 62 2所示，实验前测出所选凸透镜的焦所示，实验前测出所选凸透镜的焦距距f f10 cm10 cm。将蜡烛分别置于光具座上不同位置，移动光屏，观察比。将蜡烛分别置于光具座上不同位置，移动光屏，观察比较所成的像。较所成的像。实实虚虚物距物距u透镜的焦距透镜的焦距f3.6探究凸透镜成像规律进行实验：进行实验：(1)(1)将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，将点燃的蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上，调整凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在调整凸透镜和光屏

3、的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在_。(2)(2)移动蜡烛到物距移动蜡烛到物距u2fu2f处，同时调节光屏的位置，使光屏上成清处，同时调节光屏的位置，使光屏上成清晰的烛焰的像，如图晰的烛焰的像，如图3 36 63 3所示所示( (用用表示蜡烛，下同表示蜡烛，下同) )：同一高度上同一高度上3.6探究凸透镜成像规律(3)(3)移动蜡烛到物距移动蜡烛到物距u u2f2f处，同时调节光屏的位置，使光屏上成处，同时调节光屏的位置，使光屏上成清晰的烛焰的像，如图清晰的烛焰的像，如图3 36 64 4所示：所示： 3.6探究凸透镜成像规律(4)(4)移动蜡烛到物距移动蜡烛到物距fu2ffu2fu2f_

4、fv2ffv2fu u2f2f_v v 2f2ffu2ffu2fv2fu uf f不成像不成像u uf f_缩小缩小倒立倒立实像实像等大等大倒立倒立实像实像放大放大倒立倒立实像实像放大放大正立正立虚像虚像3.6探究凸透镜成像规律分析与论证：分析与论证：(1)(1)当当ufuf时，在凸透镜的另一侧形成时，在凸透镜的另一侧形成_立的实像；立的实像；当当u2fu2f时，像的大小比物体时，像的大小比物体_；当；当fu2ffu2f时，像的大小比物体时，像的大小比物体_。(2)(2)当当u uf f时，在凸透镜的时，在凸透镜的_侧形成侧形成_立的、放大的立的、放大的_像。像。总结：理解凸透镜成像规律的方法

5、总结：理解凸透镜成像规律的方法倒倒小小大大同同正正虚虚3.6探究凸透镜成像规律物距物距(u)(u)像距像距(v)(v)像的特点像的特点像和物在透镜像和物在透镜的同的同侧或异侧侧或异侧放大或缩小放大或缩小倒立或正倒立或正立立虚像或虚像或实像实像u u2f2ff fv v2f2f缩小缩小倒立倒立实像实像异侧异侧u u2f2fv v2f2f等大等大倒立倒立实像实像异侧异侧f fu u2f2fv v2f2f放大放大倒立倒立实像实像异侧异侧u uf f不成像不成像u uf fv vu u放大放大正立正立虚像虚像同侧同侧3.6探究凸透镜成像规律(2)(2)作图法作图法利用通过凸透镜的三条特殊光线作成像图利

6、用通过凸透镜的三条特殊光线作成像图( (如如图图3 36 68 8所示所示) )。3.6探究凸透镜成像规律(3)(3)口诀法：口诀法：1 1倍焦距分虚实，倍焦距分虚实，2 2倍焦距分大小；倍焦距分大小；2 2倍焦点物像等；实倍焦点物像等；实像总是异侧倒，虚像总是同侧正；物近像远像变大，物远像近像变像总是异侧倒，虚像总是同侧正；物近像远像变大，物远像近像变小小( (成实像时成实像时) )；像的大小像距定，像儿跟着物体跑。；像的大小像距定，像儿跟着物体跑。思考：当成实像时，如果用手挡住透镜的下半部，能不能成像？若思考：当成实像时，如果用手挡住透镜的下半部，能不能成像？若能成像，光屏上的像可能有什么

7、变化？能成像，光屏上的像可能有什么变化？答：如图答：如图3 36 69 9所示，挡住透镜的下半部，所示，挡住透镜的下半部，_成像；由于挡成像；由于挡住了部分光线，光屏上的像住了部分光线，光屏上的像_了。了。能能变暗变暗3.6探究凸透镜成像规律学点学点2 2凸透镜的应用凸透镜的应用放大镜放大镜 阅读教材阅读教材P72“P72“凸透镜的应用凸透镜的应用放大镜放大镜”内容，回答下面的问题。内容，回答下面的问题。问题：当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透问题：当物体位于凸透镜焦点以内，即物距小于焦距时，对着凸透镜观察，就可以看到物体镜观察，就可以看到物体_、_的的_ _像。放大像。放大

8、镜就是根据这个原理制成的。凸透镜越凸，焦距越小，放大倍数镜就是根据这个原理制成的。凸透镜越凸，焦距越小，放大倍数_。正立正立放大放大虚虚越大越大例例1 1 利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行利用光具座以及蜡烛、凸透镜、光屏等器材，可进行“探探究凸透镜成像规律究凸透镜成像规律”的实验。的实验。类型一类型一 探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律3.6探究凸透镜成像规律图图3 36 62 2(1)(1)实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座实验时，首先在光具座上放置实验器材，若光具座A A处放置处放置蜡烛蜡烛( (如图如图3 36 62 2所示所示) )，则，则C C处应放置处应放

9、置_(_(选填选填“凸透镜凸透镜”或或“光屏光屏”) )。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和。器材正确放置后，还应对其进行调整，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的光屏的中心位于凸透镜的_上。上。3.6探究凸透镜成像规律光屏光屏主光轴主光轴(2)(2)实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，实验后，可得出凸透镜成像规律。根据成像规律判断下列说法，说法正确的是说法正确的是_。A A若凸透镜的焦距为若凸透镜的焦距为10 cm10 cm，则烛焰距离凸透镜，则烛焰距离凸透镜30 cm30 cm时，可在光时，可在光屏上成放大的像屏上成放大的像B B实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在

10、光屏上的像会下移实验过程中，蜡烛因燃烧而变短，则烛焰在光屏上的像会下移C C若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，则光屏上仍能观察到清晰的烛焰像晰的烛焰像D D若烛馅在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰若烛馅在光屏上成缩小的像，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离到凸透镜的距离3.6探究凸透镜成像规律D(3)(3)某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：某物理兴趣小组在探究凸透镜成像规律后，得到了如下数据：3.6探究凸透镜成像规律实验序实验序号号物距物距u/cm焦距焦距f/cm像的性质像的性质像距像距v/cm1

11、112121010倒立、放大、实像倒立、放大、实像60602 214141010倒立、放大、实像倒立、放大、实像35353 315151010倒立、放大、实像倒立、放大、实像30304 430301010倒立、缩小、实像倒立、缩小、实像15155 530301212倒立、缩小、实像倒立、缩小、实像20206 630301515倒立、等大、实像倒立、等大、实像3030下列对表中数据的分析，错误的是下列对表中数据的分析，错误的是_。A A当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同当凸透镜的焦距相同，物距不同时，所成的像有可能相同B B当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大当物距相同，凸透

12、镜的焦距越大时，像距越大C C当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同D D当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距与物距之和随物距的增大而减小距的增大而减小3.6探究凸透镜成像规律A3.6探究凸透镜成像规律 解析解析 (1)(1)探究凸透镜成像规律的实验时，在光具座上依次放蜡烛、凸透探究凸透镜成像规律的实验时，在光具座上依次放蜡烛、凸透镜、光屏。若图中镜、光屏。若图中A A处放置蜡烛，则处放置蜡烛，则B B处应放置凸透镜，处应放置凸透镜，C C处应放置光屏；探处应放置光屏

13、；探究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，究凸透镜成像规律时，调整蜡烛烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上，这样烛焰、光屏和凸透镜的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。这样烛焰、光屏和凸透镜的中心大致在同一高度，像才能呈在光屏的中心。(2)(2)若凸透镜的焦距为若凸透镜的焦距为10 cm10 cm，则烛焰距离凸透镜，则烛焰距离凸透镜30 cm30 cm时，即时，即f f10 cm10 cm，u u30 cm30 cm，物距大于，物距大于2 2倍焦距，所以凸透镜成倒立、缩小的实像，故倍焦距，所以凸透镜成倒立、缩小的实像，故A A选项错选项错误；因为凸透镜成实像时

14、，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃误；因为凸透镜成实像时，不仅上下颠倒，而且左右也颠倒，所以蜡烛燃烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，故烧变短时，所成的像移到了光屏中心的上方，故B B选项错误；选项错误；3.6探究凸透镜成像规律若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，物距增大或减小，此时像距、像的若烛焰朝着凸透镜方向前后不断晃动，物距增大或减小，此时像距、像的大小也跟着变化，则光屏上不能观察到清晰的烛焰像，故大小也跟着变化，则光屏上不能观察到清晰的烛焰像，故C C选项错误；若烛选项错误；若烛焰在光屏上成缩小的像，物距焰在光屏上成缩小的像，物距u u2f2f，像距，像距2f2fv vf f

15、，则光屏到凸透镜的距，则光屏到凸透镜的距离小于烛焰到凸透镜的距离，故离小于烛焰到凸透镜的距离，故D D选项正确。选项正确。(3)(3)当凸透镜的焦距相同，物当凸透镜的焦距相同，物距不同时，像大小都不可能相同，故距不同时，像大小都不可能相同，故A A选项错误；由选项错误；由4 4、5 5、6 6次实验可知，次实验可知，凸透镜的焦距由凸透镜的焦距由10 cm10 cm增大到增大到15 cm15 cm时，像距由时，像距由15 cm15 cm增大到增大到30 cm30 cm，则当物，则当物距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大，故距相同，凸透镜的焦距越大时，像距越大，故B B选项正确；由选项正确；由4

16、4、5 5次实验可次实验可知，物距都为知，物距都为30 cm30 cm时，都成倒立、缩小的实像，则当物距相同，凸透镜的时，都成倒立、缩小的实像，则当物距相同，凸透镜的焦距不同时，所成像的性质有可能相同，故焦距不同时，所成像的性质有可能相同，故C C选项正确；选项正确；3.6探究凸透镜成像规律由由1 1、2 2、3 3次实验可知，凸透镜的焦距相同，物距由次实验可知，凸透镜的焦距相同，物距由12 cm12 cm增大到增大到15 cm15 cm时，时，像距由像距由60 cm60 cm减小到减小到30 cm30 cm，则当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像，则当凸透镜的焦距相同，且成放大实像时，像距

17、与物距之和随物距的增大而减小，故距与物距之和随物距的增大而减小，故D D选项正确。选项正确。 实验点拨实验点拨 (1) (1)实验过程中，需调节蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三实验过程中，需调节蜡烛的烛焰、凸透镜、光屏三者的中心在同一高度上者的中心在同一高度上( (或同一水平线上或同一水平线上) )，像才能呈现在光屏的，像才能呈现在光屏的中心。中心。(2)(2)两个分界点：焦点是实像和虚像的分界点，物体在焦点两个分界点：焦点是实像和虚像的分界点，物体在焦点外成实像，在焦点内成虚像；外成实像，在焦点内成虚像；2 2倍焦距是实像的放大和缩小的分界倍焦距是实像的放大和缩小的分界点，物体在点，物体在2 2倍

18、焦距外成缩小实像，在倍焦距外成缩小实像，在2 2倍焦距内、倍焦距内、1 1倍焦距以外成倍焦距以外成放大的实像。故有放大的实像。故有“1 1倍焦距定虚实、倍焦距定虚实、2 2倍焦距定大小倍焦距定大小”的说法。的说法。(3)(3)凸透镜成实像时，像与物上下、左右都相反。凸透镜成实像时，像与物上下、左右都相反。(4)(4)在实验过程在实验过程中，若是将凸透镜挡住一半，因为透过凸透镜的光变少了，所以中，若是将凸透镜挡住一半，因为透过凸透镜的光变少了，所以成的像比原来暗了一些，但是依旧能成完整的像。成的像比原来暗了一些，但是依旧能成完整的像。3.6探究凸透镜成像规律例例2 2 如图如图3 36 63 3

19、甲所示，某班同学在甲所示，某班同学在“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验中，记录并绘制了像到凸透镜中心的距离的实验中，记录并绘制了像到凸透镜中心的距离v v跟物体到凸跟物体到凸透镜中心的距离透镜中心的距离u u之间的关系图像，如图乙所示，下列判断正之间的关系图像，如图乙所示，下列判断正确的是确的是 全品导学号：全品导学号：47732044( 47732044( ) )类型二类型二 凸透镜成像特点分析凸透镜成像特点分析D3.6探究凸透镜成像规律图图3 36 63 3A A该凸透镜的焦距是该凸透镜的焦距是16 cm16 cmB B图甲中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的图甲

20、中若用遮光板挡住凸透镜的上半部分，光屏上只出现像的下半部分下半部分C C实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动实验中，蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像向下移动D D把物体从距凸透镜把物体从距凸透镜12 cm12 cm处移动到处移动到24 cm24 cm处的过程中，像逐渐变处的过程中，像逐渐变小小3.6探究凸透镜成像规律3.6探究凸透镜成像规律 解析解析 u uv v2f2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，由题图知，时，凸透镜成倒立、等大的实像，由题图知，2f2f16 cm16 cm，所以所以f f8 cm8 cm，故，故A A选项错误。挡住了透镜上半部分，光能通过下半部分会选项错误。挡住了透镜

21、上半部分，光能通过下半部分会聚成像，只是光线变少了，仍能成一个完整的像，故聚成像，只是光线变少了，仍能成一个完整的像，故B B选项错误。由于成的选项错误。由于成的实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该向上移动，故实像是倒立的，所以蜡烛越烧越短，光屏上烛焰的像就应该向上移动，故C C选项错误。物体从距凸透镜选项错误。物体从距凸透镜12 cm12 cm处移动到处移动到24 cm24 cm处的过程中，凸透镜的物处的过程中，凸透镜的物距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，距大于焦距，成实像，凸透镜成实像时，物距增大，像距减小，像变小，故故D D选项正确。选项正确

22、。 方法指导方法指导 凸透镜动态成像问题凸透镜动态成像问题凸透镜成实像时，物像异侧，物像移动方向一致，物距减小，像距凸透镜成实像时，物像异侧，物像移动方向一致，物距减小，像距增大，像变大，可简记为：物近像远像越大。成虚像时，物像同侧增大，像变大，可简记为：物近像远像越大。成虚像时，物像同侧，物像移动方向一致，物距减小，像距减小，像变小。，物像移动方向一致，物距减小，像距减小，像变小。3.6探究凸透镜成像规律例例3 3 张强同学在光具座上做张强同学在光具座上做“探究凸透镜成像探究凸透镜成像”的实验，当光屏、的实验，当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图透镜及烛焰的相对位置如图3 36 64 4所示时，

23、恰能在光屏上得到一所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距个清晰的像。由此判断，他所用凸透镜的焦距 全品导学号：全品导学号：47732045( 47732045( ) )A A一定大于一定大于20 cm20 cmB B一定在一定在101016 cm16 cm之间之间C C一定小于一定小于8 cm8 cmD D一定在一定在8 810 cm10 cm之间之间类型三类型三 根据凸透镜成像规律判断焦距根据凸透镜成像规律判断焦距D3.6探究凸透镜成像规律图图3 36 64 43.6探究凸透镜成像规律 解析解析 由图可知由图可知u u20 cm20 cm，v v16 cm16 c

24、m，且，且u uv v，由凸透镜成像规律可知此，由凸透镜成像规律可知此时物距大于时物距大于2f2f，像距在，像距在f f和和2f2f之间，则之间，则20 cm20 cm2f2f，2f2f16 cm16 cmf f，解得，解得8 8 cmf10 cmcmf2f u2f 倒立、缩小的倒立、缩小的实像，实像，fv2f fv2f u=2f u=2f 倒立、等大的倒立、等大的实像，实像，f=v=2f f=v=2f fu2f fu2f v2f uf uvuv放大镜放大镜1 1物体到透镜光心的距离称为物体到透镜光心的距离称为_，用，用u u表示；物体通过透表示；物体通过透镜所成的像到透镜光心的距离称为镜所成

25、的像到透镜光心的距离称为_，用，用v v表示。表示。3.6探究凸透镜成像规律物距物距像距像距2 2在探究凸透镜成像的规律时，首先应将点燃的蜡烛、在探究凸透镜成像的规律时，首先应将点燃的蜡烛、_和和_从左到右依次摆放在光具座上，并调整从左到右依次摆放在光具座上，并调整三者的高度，使三者的中心大致在三者的高度，使三者的中心大致在_，然后进行实验探究。然后进行实验探究。凸透镜凸透镜光屏光屏3.6探究凸透镜成像规律同一高度同一高度(或同一水平直线或同一水平直线)3 3凸透镜的成像规律：凸透镜的成像规律：(1)(1)当当u u2f2f时，物体在凸透镜的另一侧成倒立、时，物体在凸透镜的另一侧成倒立、_的实

26、像的实像。(2)(2)当当fu2ffu2f时，物体在凸透镜的另一侧成时，物体在凸透镜的另一侧成_、放大的、放大的_像。像。(3)(3)当当ufuf时，物体在凸透镜的时，物体在凸透镜的_侧成侧成_、_的的_像。像。缩小缩小3.6探究凸透镜成像规律倒立倒立实实同同正立正立放大放大虚虚4 4凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是5 cm5 cm，将物体放在主轴上距透镜中心，将物体放在主轴上距透镜中心15 cm15 cm处处，物体所成的像是，物体所成的像是( ( ) )A A倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像 B B倒立、放大的实像倒立、放大的实像C C正立、放大的虚像正立、放大的虚像 D D倒立、等大的实像倒立

27、、等大的实像A3.6探究凸透镜成像规律5 5将一个凸透镜正对着太阳光，在凸透镜另一侧将一个凸透镜正对着太阳光，在凸透镜另一侧15 cm15 cm处的纸上处的纸上出现一个最小、最亮的光斑，将一个物体放在该凸透镜主光轴上出现一个最小、最亮的光斑，将一个物体放在该凸透镜主光轴上距光心距光心20 cm20 cm处，则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个处，则在凸透镜的另一侧光屏上会出现一个( ( ) )A A正立、放大的虚像正立、放大的虚像B B正立、缩小的虚像正立、缩小的虚像C C倒立、放大的实像倒立、放大的实像D D倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像C3.6探究凸透镜成像规律1 1夏天的早晨，树叶上常常

28、会有一些露珠，透过这些露珠看到夏天的早晨，树叶上常常会有一些露珠，透过这些露珠看到的叶脉会更清楚的叶脉会更清楚( (如图如图14141 1所示所示) )，这是由于露珠相当于一个，这是由于露珠相当于一个_镜，使叶脉放大了。这种情形下，叶脉位于该镜，使叶脉放大了。这种情形下，叶脉位于该“镜镜”的的_(_(选填选填“二倍焦距以外二倍焦距以外”“”“一倍焦距与二倍焦一倍焦距与二倍焦距之间距之间”或或“一倍焦距之内一倍焦距之内”) )。3.6探究凸透镜成像规律凸透凸透一倍焦距之内一倍焦距之内图图14141 12 2在鉴定文物时，常用放大镜观察文物的细微部分，看到的像是在鉴定文物时，常用放大镜观察文物的细

29、微部分，看到的像是正立、放大的正立、放大的_像。如果在文物上有两条裂纹，要想使看像。如果在文物上有两条裂纹，要想使看到的像更大些，应该将放大镜离裂纹稍到的像更大些，应该将放大镜离裂纹稍_些。些。虚虚3.6探究凸透镜成像规律远远3 3一个物体放在距凸透镜一个物体放在距凸透镜36 cm36 cm处，已知该凸透镜的焦距是处，已知该凸透镜的焦距是9 cm9 cm，经实验在凸透镜另一侧得到倒立、，经实验在凸透镜另一侧得到倒立、_(_(选填选填“放大放大”或或“缩小缩小”) )的的_(_(选填选填“虚虚”或或“实实”) )像，像，_(_(选填选填“照相机照相机”“”“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”)

30、)就是利用这个原理制成的就是利用这个原理制成的。若将此物体放在距凸透镜。若将此物体放在距凸透镜15 cm15 cm处，经实验在凸透镜另一侧得处，经实验在凸透镜另一侧得到倒立、到倒立、_(_(选填选填“放大放大”或或“缩小缩小”) )的的_(_(选填选填“虚虚”或或“实实”) )像，像，_(_(选填选填“照相机照相机”“”“投影仪投影仪”或或“放大镜放大镜”) )就是利用这个原理制成的。就是利用这个原理制成的。缩小缩小3.6探究凸透镜成像规律放大放大照相机照相机实实实实投影仪投影仪4 4艾力同学在做艾力同学在做“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验，当他把蜡烛的实验，当他把蜡烛移到距离透