45科学探究凸透镜成像课件教科版（2024）物理八年级上册

1.认识凸透镜和凹透镜,了解透镜的焦点、焦距,会粗测凸透镜的焦距.2.通过观察和实验，了解凸透镜对光的会聚作用,凹透镜对光的发散作用,会画相关光路图.

3.探究并了解凸透镜成像的规律.

4.了解凸透镜成像规律的应用.

1.透镜的概念透镜是用透明物质（通常是玻璃）制成的、至少一个表面为球面一部分的光学元件.光通过透镜发生折射,改变光的传播方向.2.透镜的分类种类概念图示实例凸透镜中间厚、边缘薄的透镜___________________________________________________________________放大镜种类概念图示实例凹透镜中间薄、边缘厚的透镜_________________________________________________________________近视眼镜典例1

在如图所示的透镜中,属于凸透镜的是__________,它们的共同特点是________________；属于凹透镜的是______,它们的共同特点是________________.A、B、D中间厚、边缘薄

中间薄、边缘厚

3.透镜的相关概念名称概念图示主光轴通过两个球面球心的直线叫作主光轴,简称主轴.每个透镜都有一条主光轴,主光轴用点划线表示____________________________________名称概念图示光心透镜主光轴上有个特殊的点,通过这个点的光传播方向不变,这个点叫作透镜的光心.可认为透镜的光心就在透镜的中心____________________________________名称概念图示凸透镜焦点凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在主光轴上的一点,这个点叫作凸透镜的焦点,用

表示.凸透镜两侧各有一个焦点____________________________________焦距焦点到光心

的距离叫作焦距,用

表示，凸透镜两侧焦距相等名称概念图示凹透镜焦点凹透镜能使平行于主光轴的光发散,且发散光线的反向延长线相交在主光轴上的一点,叫作焦点,用

表示,这个点不是实际光的会聚点.凹透镜两侧各有一个焦点__________________________________焦距焦点到光心

的距离叫作焦距,用

表示，凹透镜两侧焦距相等

厚度远小于球面半径的透镜叫作________（厚度可忽略不计）.中学阶段研究的透镜均为薄透镜.薄透镜教材深挖透镜对光的作用的原理是光的折射，透镜中光路也是可逆的.若把点光源放在凸透镜的焦点上，射向凸透镜的光折射后会变成平行光，因此可利用凸透镜获得平行光.4.实验演示：透镜对光的作用（也是判断透镜种类的依据）（1）凸透镜对光的作用如图所示，让平行于凸透镜主光轴的几束光射向凸透镜，观察到光通过凸透镜后会聚于主光轴上一点.（2）凹透镜对光的作用如图所示，让平行于凹透镜主光轴的几束光射向凹透镜，观察到光通过凹透镜后偏离主光轴，但其反向延长线交于主光轴上一点.归纳总结

凸透镜对光有会聚作用，凹透镜对光有发散作用.因此，凸透镜又叫作会聚透镜，凹透镜又叫作发散透镜.5.对“会聚作用”和“发散作用”的理解（1）凸透镜对光有会聚作用，指的是通过凸透镜的光将向主光轴方向偏折（但不一定会聚于一点），如图所示.

让会聚光更会聚减弱发散光的发散程度（2）凹透镜对光有发散作用，指的是通过凹透镜的光将向远离主光轴方向偏折（但仍有可能会聚于一点），如图所示.教材深挖类比三棱镜理解透镜对光的作用1.凸透镜对光的会聚作用凸透镜可以理解成如图甲所示的无数个三棱镜的组合.由光的折射规律可知，当一束光平行于棱镜底边射入棱镜时发生两次折射，两次折射时光都由棱镜薄的位置向棱镜厚的位置偏折,从而使凸透镜对光有了会聚作用.2.凹透镜对光的发散作用同样，凹透镜可以近似分解成如图乙所示的无数个三棱镜,一束平行于棱镜底边的光射入棱镜后,经过两次折射将向棱镜厚的位置偏折，从而使凹透镜对光有了发散作用.典例2

小柯记录了光线通过四个透镜（图中未画出）的情形，其中是凸透镜的是(

)

B

6.平行光聚焦法粗测凸透镜的焦距

如图所示,让凸透镜正对着太阳光（使太阳光平行于主光轴）（太阳离我们非常远,照射到地面的太阳光可看成平行光）,再拿一张白纸放在它的另一侧,调整凸透镜与纸的距离,直到纸上的光斑最小、最亮（这个点就是凸透镜的焦点）.测出这个光斑到凸透镜光心的距离,即该凸透镜的焦距.这种测凸透镜焦距的方法称为平行光聚焦法.7.透镜的三条特殊光路通过光心的光、平行于主光轴的光、通过焦点的光经凸透镜和凹透镜折射后的情况如表所示.凸透镜_______________________________通过光心的光经凸透镜后，传播方向不变_______________________________平行于主光轴的光经凸透镜后，折射光通过焦点______________________________通过焦点的光经凸透镜后，折射光平行于主光轴凹透镜______________________________通过光心的光经凹透镜后，传播方向不变_________________________________平行于主光轴的光经凹透镜后，折射光的反向延长线过凹透镜的虚焦点________________________________延长线过另一侧虚焦点的光经凹透镜折射后，平行于主光轴射出

甲[答案]

如图乙所示.乙

2.实验：探究凸透镜成像的规律问题与猜想问题：放大镜是一个凸透镜，小明一直认为，用放大镜把书上的字放大后都是正立的；小聪告诉他，放大镜还能使书上的字倒立.猜想：放大镜所成像的大小、正倒，可能与放大镜及物体的位置有关制订方案确定合适焦距的凸透镜；为方便测量物距和像距，光源选定平面光源，为方便比较想的大小，选用带有标度的白色光屏.保持凸透镜不动，使光源从距离凸透镜较远处逐渐靠近凸透镜，随之调节光屏到凸透镜的距离，使光屏上成清晰像.分别测量出成像时的物距和像距，观察像的大小、正倒.移动光源的过程中，选取若干个位置，并调整光屏位置，观察成像的情况.实验过程（1）将光源、凸透镜、光屏依次安放在光具座上，调整它们的高度，使光源的中心、凸透镜的光心和光屏的中心大致在同一高度.（使像成在光屏中央）（2）把光源放在凸透镜2倍焦距以外的地方，然后调整光屏到凸透镜的距离，直到光屏上出现清晰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距

和像距

.将光源向透镜移近几厘米，重做这一步.实验过程（3）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离等于2倍焦距，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距

和像距

.（4）把光源移向凸透镜，让光源到凸透镜的距离在1倍焦距与2倍焦距之间，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像，观察并记录像的大小和正倒，测出物距和像距

.不断改变物距，重复上述步骤，设计表格.实验过程（5）把光源继续靠近凸透镜，让其位于凸透镜的焦点上，移动光屏，观察是否能够成像.（6）把光源移动到凸透镜的1倍焦距以内，移动光屏，观察在光屏上能否看到像.如果不能，可从光屏这一侧透过凸透镜观察，记录所看到的像的正倒、大小以及此时的物距

.不断改变物距，重复上述步骤.实验过程（7）将实验数据和观察结果填入表中（该实验所用凸透镜的焦距

）实验结论（1）像的虚实：焦点是成实像和虚像的分界点，成实像；，成虚像；

，不成像.（2）像的大小：2倍焦距处是成放大实像和缩小实像的分界点.，成缩小的实像；

，成等大的实像；

，成放大的实像；

，成虚像，虚像都是放大的.（3）像的正倒：凸透镜成的实像都是倒立的，且像、物位于凸透镜的两侧；凸透镜成的虚像都是正立的，且像、物位于凸透镜的同侧凸透镜成像规律实验表明，凸透镜成像的规律为：当物距大于2倍焦距时，凸透镜成倒立、缩小的实像；当物距等于2倍焦距时，凸透镜成倒立、等大的实像；当物距小于2倍焦距、大于1倍焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于1倍焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像3.实验注意事项（1）凸透镜最好放在光具座的中间位置，便于调节物距和像距.（2）调整光屏时最好不调整凸透镜的位置，否则会引起物距改变.（3）判断像是否最清晰的方法：光屏在某位置时，若向前或向后移动光屏，像都会变模糊，则此位置即为像最清晰的位置.特别提醒1.若光源、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度，像可能成在光屏的上方或下方.2.当光源在凸透镜1倍焦距以外，但非常靠近焦点时，虽然能成实像，但所成的像很大，且像距也很大，而光具座长度和光屏的大小有限，光屏不能承接到清晰的像.3.若光源位于凸透镜的焦点处，光源发出的光经凸透镜折射后平行射出，光屏上不会出现像．4.若光源位于凸透镜的焦距之内，光源与其所成的虚像在凸透镜同一侧，此时光屏不能承接到像．4.凸透镜成像规律的光路分析利用凸透镜三条特殊光路中的任意两条可以画出相应的光路图，从而判断出像距的大小和成像的具体情况，这是理解凸透镜成像规律的最好方法.当

时_________________________________________________成倒立、缩小的实像,

当

时__________________________________________________成倒立、等大的实像,

当

时_________________________________________________成倒立、放大的实像,

当

时___________________________________________________折射光线是一束平行光线,不能相交,其反向延长线也不能相交,所以不能成像当

时_______________________________________成正立、放大的虚像,

√1.放大镜放大镜是一个短焦距的凸透镜，可以将较小的物体“放大”，如图所示.特点（1）物体通过放大镜所成的像是一个正立、放大的虚像.（2）像和物体在放大镜的______.（故只能透过放大镜观察）（3）在一定范围内，放大镜离物体越近，所成的像越小；离物体越远，所成的像越大.（4）若放大镜与物体的距离增大到一定程度，所成的像便消失了同侧使用（1）使像变大的办法：让放大镜与物体之间的距离适当增大一些.（2）使像变小的办法：让放大镜与物体之间的距离适当减小一些2.照相机镜头相当于一个凸透镜，要求被拍物体成像在相机内感光元件上.特点（1）物体到镜头的距离大于镜头到感光元件的距离.（2）照相机的感光元件上成的是倒立、缩小的实像.（3）像和物体在镜头的两侧.（4）物体离镜头越远，感光元件上成的像越小，像到镜头的距离越近使用（1）拍摄近处的景物时，应增大像距，即镜头应往前伸，增大感光元件与镜头之间的距离.（2）拍摄远处的景物时，应减小像距，即镜头应往后缩，减小感光元件与镜头之间的距离.（3）若想使拍摄的景物的像大一些，可以减小景物与镜头之间的距离，同时将镜头前伸；若想使拍摄的景物的像小一些，可以增大物距，即景物与镜头之间的距离，同时将镜头后缩减小像距特别提醒1.平时我们看到照相机成的像都是正立的，这是为了取景方便，经过技术处理将倒立的像转变成了正立的.照相机在感光元件上所成的像是倒立、缩小的.2.“缩小的像”与“像变小”两种说法含义不同.“缩小的像”是指像的大小与物体大小相比较，像比物体小；“像变小”是指物体后一次成的像比前一次成的像小，反映的是前、后两次