凸透镜成像规律(罗明方)

探究凸透镜成像的规律FFFF1、通过光心的光线传播方向不改变。2、平行于主光轴的光线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通过虚焦点。3、经过凸透镜焦点的光线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折射后平行于主光轴射出。三条特殊光线温故知新F真实光线会聚的像．2F2FF实像：物体和实像分别在凸透镜的两侧（物像异侧）实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察对于凸透镜成像可用这三条特殊光线模拟。FF真实光线的反向延长线会聚的像虚像：物体和虚像分别在凸透镜的同侧（物像同侧）虚像不能呈现在光屏，只能用眼睛观察FF2F2F物距u像距V几个术语：物距u、像距v、焦距f焦距f２倍焦距２f2024/3/22024/3/2？问题：

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？凸透镜成像可能与__________________有关。物体到透镜的距离

猜想：三：探究凸透镜成像的规律

实验目的：

探究凸透镜成像规律

光具座(刻度尺)、凸透镜、蜡烛、光屏、天燃气打火机(或火柴)。实验器材:点燃的蜡烛凸透镜光屏光具座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，调节蜡烛中心、透镜、光屏的中心，使它们的三心在同一高度上。点燃的蜡烛凸透镜光屏光具座2024/3/2想一想如何测定凸透镜焦距１根据凸透镜特性，让平行光（如太阳光）沿主轴方向入射到凸透镜上，在另一侧与透镜平行放置一光屏，调节光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时透镜与光屏的间距为凸透镜焦距。这是一种简便的粗测凸透镜焦距的方法。测定凸透镜的焦距２

移动透镜，直到屏上出现最小、清晰的烛焰的像。此时焦距近似等于像距(透镜到光屏的距离)f=v测定凸透镜的焦距3

透镜位置不变，分别向两侧同时移动蜡烛与光屏，直到屏上出现等大、清晰的烛焰的像。此时物距=像距=2*焦距(二倍焦距成等大实像)f=(U+v)÷4f=21U=21v实验步骤：1，记下凸透镜的焦距；f＝

10厘米2，在光具座上从左到右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏。调节凸透镜和光屏的高度使它们的中心与烛焰的中心在同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏的中央；3，移动凸透镜位置，使物距分别为u＞2f；f＜u＜2f；u＜f再移动光屏找像，眼睛观察光屏上的像，直到最清晰为止；4，记下物距、像距和成像情况。50cmV=5cm40cmf=5cm45cmf=5cm2f2f35cm55cm温馨提示：1．凸透镜的焦距为5㎝2．光屏上承接的像最清晰时，记录物距u、像距v和像的性质。实验记录物距u与焦距f像的性质像的位置应用举例u与f的关系物距u/cm实像或虚像放大或缩小正立或倒立与物体同侧或异侧像距v/cm像距v与焦距f或物距u的关系u>>2f84u>2f14u>2f12u=2f10u=2f102f>u>f92f>u>f7u=f5u=f5u<f4u<f2凸透镜焦距f=5cm2024/3/2实验记录物距u与焦距f像的性质像的位置应用举例u与f的关系物距u/cm实像或虚像放大或缩小正立或倒立与物体同侧或异侧像距v/cm像距v与焦距f或物距u的关系u>2f84实像点缩小异侧5v≈f测定焦距u>2f14实像缩小倒立异侧6f<v<2f照相机u>2f12实像缩小倒立异侧8f<v<2fu=2f10实像等大倒立异侧10v=2f测定焦距u=2f10实像等大倒立异侧10v=2f2f>u>f9实像放大倒立异侧13v>2f投影仪2f>u>f7实像放大倒立异侧15v>2fu=f5不能成像测定焦距探照灯u=f5不能成像u<f4虚像放大正立同侧8v>u放大镜u<f2虚像放大正立同侧4v>u凸透镜焦距f=5cm凸透镜成像规律结论物距u与焦距f的关系像的性质像的位置应用举例实像或虚像放大或缩小正立或倒立与物体同侧或异侧像距v与焦距f或物距u的关系u>>2f一束平行光实像点缩小异侧v=f测定焦距u>2f实像缩小倒立异侧f<v<2f照相机u=2f实像等大倒立异侧v=2f测定焦距2f>u>f实像放大倒立异侧v>2f投影仪u=f不能成像，得到一束平行光。测定焦距u<f虚像放大正立同侧v>u放大镜2024/3/2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？焦点是实像和虚像的分界点二倍焦距是放大的实像和缩小的实像的分界点2024/3/2实验思考3、什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？成实像时物像异侧成虚像时物像同侧实验拓展2024/3/2实验思考4、当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？实验拓展2024/3/2交流合作实验思考5、该实验中，虚像都是正立的吗？实像有正立的吗？虚像都是放大的吗？实像都是缩小的吗？该实验中，虚像都是正立的。实像都是倒立的。虚像都是放。实像有缩小的，也有放大的。2024/3/2交流合作实验思考

６、当成实像时，如用手挡住透镜的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么变化？2024/3/2FFf能成完整的像，像变暗了。变式练习2、如果凸透镜中心有一‘V’字，光屏上像有什么变化？凸透镜成像光路图u>2f2ffOf2fu=2f2ffOf2fu=f2ffOf2f2f>u>f2ffOf2fu<f2ffOf2f分析凸透镜成像特点（一）u>2f2ffOf2f当物体放在距离凸透镜大于二倍焦距的位置时，光线经过凸透镜的____射，在透镜的另一侧会聚，形成一个_____、_____的____像，像的位置在_____________________________。应用实例___________。折倒立缩小实大于一倍焦距小于二倍焦距之间照相机分析凸透镜成像特点（二）u=2f2ffOf2f当物体放在距离凸透镜等于二倍焦距的位置时，光线经过凸透镜的____射，在透镜的另一侧会聚，形成一个_____、_____的____像，像的位置在_____________________________。应用实例____________________。折倒立等大实二倍焦距的位置测凸透镜焦距分析凸透镜成像特点（三）2f>u>f2ffOf2f当物体放在距离凸透镜大于一倍焦距小于二倍焦距的位置时，光线经过凸透镜的____射，在透镜的另一侧会聚，形成一个_____、_____的____像，像的位置在____________________。应用实例____________________。折倒立放大实大于二倍焦距位置投影仪分析凸透镜成像特点（四）u=f2ffOf2f当物体放在距离凸透镜等于一倍焦距的位置时，光线经过凸透镜的____射，在透镜的另一侧______成像（填“能”或“不能”），应用实例____________________。折不能产生平行光分析凸透镜成像特点（五）u<f2ffOf2f当物体放在距离凸透镜小于一倍焦距的位置时，光线经过凸透镜的___射后，将折射光线反向延长，形成一个_____、_____的____像，像和物体的位置在透镜的_____（填“同侧”或“异侧”）。应用实例_____________。折正立放大虚同侧放大镜分析凸透镜成像特点（六）u=2f2ffOf2f2f>u>f2ffOf2f对比前三个图，你会发现物体离凸透镜越近，像离凸透镜越_____（填“远”或“近”），像的大小会逐渐_____（填“变大”或“变小”）。远变大u>2f2ffOf2f分析凸透镜成像特点（七）对比上面的光路图，可以发现：_____________是实像或虚像的分界点。_____________是实像成放大或缩小的分界点。实像都是_______的，虚像都是_______的。实像跟物体在透镜的________，虚像跟物体在透镜的________。u=2f2ffOf2f2f>u>f2ffOf2fu>2f2ffOf2fu=f2ffOf2fu<f2ffOf2f物距等于二倍焦距物距等于一倍焦距倒立正立异侧同侧分区记忆实虚小大2FF一焦分虚实二焦分大小F2F像的大小像距定2024/3/2规律精炼一倍焦点分虚实；二倍焦距分大小。二倍焦距物像等；像的大小像距定；实像与物异侧倒，物近像远像变大；虚像与物同侧正；物近像近像变小；像儿跟着物体跑。物距越接近2f，物像距离越小，越接近4f。小结物体越靠近焦点像越大小结探究凸透镜成像的规律记忆口诀2：光屏接到像的位置f2f（1区）（2区）（3区）“

敌进我退、我进敌退”。FFFF光屏位置1光屏位置2光屏位置3光屏位置5光屏位置42024/3/2随堂练习1

如图所示，保持凸透镜的位置不变，先后把烛焰放在a、b、c、d、e各点，并分别调整光屏的位置。则：1、把烛焰放在

点，屏上出现的像最大；

把烛焰放在

点，屏上出现的像最小。abcdeFFf2f2024/3/22、把烛焰放在

点，屏上出现清晰的像时，

屏距凸透镜最远。3、把烛焰放在

点，屏上不会出现像。随堂练习1abcdeFFf2f1.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。倒立缩小实倒立放大实正立放大虚不能成像随堂练习2

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3

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：f<u<2f，即f<30cm<2f，解得：15cm<f<30cm，2f<60cm，当物距为65cm，u>2f。所以成倒立缩小的实像。倒立缩小的实像随堂练习41、无限远处的太阳光垂直射在凸透镜上，则（）

A．成像在2倍焦距处

B．成像在焦点上

C．成像在焦点内

D．不成像B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，你看到的那条鱼是（）A．实物B．等大的实像C．放大的实像D．放大的虚像D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20cm处的光屏上有一个倒立等大的像，则此透镜的焦距可能为（）A．10cmB．6cmC．25cmD．无法确定A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通过，则屏上的像（）A．缺少中部B．变小C．性质不变，像变暗D．变大C随堂练习55、将一物体放在凸透镜前，使物距依次为6cm，18cm和24cm，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f满足关系式（）A．f<6cm

B．6cm<f<18cmC．9cm<f<12cm

D．18cm<f<24cmC随堂练习5题型演练题型一、选择题：六种基本题型(1)确定像的特点例1:凸透镜的焦距是15cm.将物体放在主轴上距透镜焦点5cm处,所成的像一定是().A.正立的B.倒立的C.放大的D.虚像15cm实虚小大2FF题型演练练习：1、将一个凸透镜正对着太阳光，在距凸透镜20cm的纸上接到一个很小的亮斑.当将一个物体放在距这个透镜50cm处时，在凸透镜的另一侧可以得到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、缩小的实像小试牛刀2、一凸透镜的焦距在10—20厘米之间，当物体距透镜25厘米时，所成的像一定是（）

A缩小的像B放大的像C正立的像D倒立的像3、物体放在凸透镜前12厘米处，在透镜一侧的光屏上成一个倒立放大的像。当物体距凸透镜8厘米，所成的像（）A一定是倒立放大的实像B可能是倒立缩小的实像C可能是正立放大的虚像D可能是正立等大的虚像(2)确定焦距范围例题：将蜡烛放在距离凸透镜30cm的地方，在透镜另一侧的光屏上，有蜡烛清晰放大的像，由此可知，该透镜的焦距可能是

A.20cm

B.15cm

C.10cm

D.5cm例题：将蜡烛放在距离凸透镜30cm的地方，在透镜另一侧的光屏上，有蜡烛清晰放大的像，由此可知，该透镜的焦距可能是

A.20cm

B.15cm

C.10cm

D.5cm分析：成的是______、_______、的_______像倒立放大实物体应该在什么区域？实虚小大2FF在F和2F之间即f<u<2f那物距u＝？u=30cm代入得到：即f<30<2fA如何解出f的范围？1、在关于凸透镜的成像实验中,将物体放在距透镜20cm处,这时得到一个倒立放大的实像,则该凸透镜的焦距的大小的范围为

.2、某同学在探究凸透镜成像的实验中，蜡烛到光屏的距离为60cm，他想在光屏上成一个与蜡烛等大的像（保持蜡烛到光屏的距离不变），应选择的凸透镜是A.焦距大于30cm的B.焦距小于30cm的C.焦距等于30cm的D.焦距等于15cm的小试牛刀2、某同学将点燃的蜡烛放在距凸透镜14cm处时，在光屏上得到了一个缩小的像.这个凸透镜的焦距可能是A.6cmB.7cmC.10cmD.20cm3、当烛焰离凸透镜40厘米时，在凸透镜另一侧的光屏上可得到一个倒立的、放大的实像。该凸透镜的焦距可能为（）

A50厘米B40厘米

C30厘米D10厘米(3)确定物距或像距例3:用照相机给家人照相,人与照相机镜头的距离和底片到照相机镜头的距离分别是()A.大于2f,小于fB.大于2f,小于2f\大于fC.小于2f\大于f,大于2fD.大于f,大于2f1、一凸透镜的焦距为20厘米，要得到放大的实像，物体应位于凸透镜前(

)A.小于20cm处

B.大于40cm处

C.20cm与40cm之间

D.条件不足无法确定小试牛刀2、航空摄影摄制人员要从高空给地面上的物体照相,若所用的照相机镜头的焦距为50mm,则胶片与镜头的距离为()A.50mm以内B.恰为50mmC.略大于50mmD.在100mm以外3.如图5示,f是凸透镜的焦点,将点燃的蜡烛依次放在a、b、c、d等位置,则在屏上生成最大的像时,蜡烛的位置是()A.a点B.b点C.c点D.d点(4)确定物距或像距变化例4:用一架镜头焦距不变的照相机,给一个人照了一张全身像,再用它给这个人照一张半身像,应该使()A.照相机与人的距离增大,暗箱长度缩短B.照相机与人的距离增大,暗箱长度伸长C.照相机与人的距离减小,暗箱长度缩短D.照相机与人的距离减小,暗箱长度伸长(5)确定物像间距离变化例5:一凸透镜的焦距为10cm,当物体从距透镜15cm处沿透镜主轴远离,移动到距透镜40cm处的过程中,物体与它的像之间的距离()A.逐渐增大B.先减小,后增大C.逐渐减小D.先增大,后减小2、若一物体从距凸透镜3倍焦距的地方，沿主光轴移到1.5倍焦距的地方，则（）

A．像距变小，像变小

B．像距变大，像变大

C．像距不变，像不变

D．像距变大，像不变1、在研究凸透镜成像的实验中，光屏上已成清晰、缩小的像。当烛焰向透镜靠近时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向

透镜的方向移动（填“靠近”或“远离”）。3、一个焦距是10cm的凸透镜，当物体从离透镜20cm处逐渐移向30cm处的过程中（

）。

A、像逐渐变大，像距逐渐变小

B、像逐渐变小，像距逐渐变大

C、像逐渐变大，像距逐渐变大

D、像逐渐变小，像距逐渐变小

(6)确定像的移动方向例:一物体从远处向凸透镜的2倍焦距处匀速运动而来,则物体的像()A.与物体的运动方向相同,像距越来越小B.与物体的运动方向相同,像距越来越大C.与物体的运动方向相反,像距越来越大D.与物体的运动方向相反,像距越来越小1.放映幻灯时,要想在屏幕上得到更大的像,应该采取的做法是()A.换上大屏幕B.增大屏幕到镜头的距离,同时减小幻灯片与镜头的距离C.减小屏幕到幻灯机的距离,同时增大幻灯片与镜头的距离D.增大幻灯片到镜头的距离例1、(2007·上海)在图3—19中，凸透镜焦距为10厘米．保持透镜位置不变，当蜡烛在15厘米刻度处时，为了在光屏的中央找到像，应调整光屏的

，并将光屏向

方向移动(选填“远离透镜”或“靠近透镜”)．

题型二：实验题高度靠近透镜例10、（2007·陕西课改区）图3—20为“探究凸透镜成像规律”的实验装置．(1)点燃蜡烛后，调节凸透镜和光屏使它们的中心跟烛焰的中心大致在

上．(2)为了找到像的准确位置，必须做好光屏的微调，即在一定范围内左右移动光屏，使光屏上的像由模糊到

，直至找到像最清晰的位置．同一高度清晰(3)如图3—20，烛焰恰好在光屏上成倒立、等大、清晰的像，则该凸透镜的焦距是

cm．(4)保持烛焰位置不动，把凸透镜从距烛焰一倍焦距处向烛焰移动2cm，可以从

(选填“光屏一侧”或“烛焰一侧”)通过凸透镜观察到烛焰正立、

的虚像，

就是利用了这一成像规律．10光屏一侧放大放大镜练习1.小华同学在做凸透镜成像实验时出现了下列问题，请你帮他一一解决。（1）无论怎样移动光屏都不能在光屏上呈现出烛焰的像；原因是（请写出两点）

；

。（2）实验中发现光屏上烛焰的像偏左偏上，为了使烛焰能成在光屏中央，应向

、向

（上/下/左/右）调烛焰位置。（3）实验结束后，小华发现透镜上有一块污斑，他不知道这对成像情况有无影响，请你告诉他。

。烛焰、透镜、光屏三者中心不在同一高度u≤f左上对成像情况没有影响，只是像的亮度变暗

题型三：光路图例12、图中A为烛焰上一点,A’为A在光屏上的像点,画出a、b经过透镜后的传播方向。

例13、如图9示,A是物体,A’是物体经过凸透镜所成的像,试画出凸透镜的大致位置。例14、完成下面光路图。2FFF2F例15、请在图上大致位置画出物体AB通过凸透镜所成的像A′B′。2FFF2FOAB学以致用例1：(05年天津)如图1所示，凸透镜的焦距为8cm，当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜12cm的位置处时，调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像，则在光屏上得到一个()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、正立放大的虚像分析：物体处于哪个位置？先画出f和2f点F2FA再思考：做题之前可以排除哪一项？学以致用练习：如图1所示，凸透镜的焦距为15cm，当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜29cm的位置处时，调整光屏的位置使光屏上出现该物体清晰的像，则在光屏上得到一个()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、正立放大的虚像分析：物体处于哪个位置？先画出f和2f点F2FA学以致用练习：如图1所示，凸透镜的焦距为7cm，当物体AB放在该凸透镜主轴上距离凸透镜21cm的位置处时，调整光屏的位