2024秋新人教版物理8年级上册课件 5.3 凸透镜成像的规律

第五章透镜及其应用望远镜被誉为“洞察宇宙的眼睛”。从伽利略开始用自制望远镜观察月亮，到现在科学家用巨大的郭守敬望远镜探测遥远的星系，望远镜在人类认识宇宙的过程中作出了重大的贡献。许多光学天文望远镜和日常生活中使用的望远镜中都有透镜。透镜对光有哪些作用呢?透镜成像又有哪些规规律呢┈┈第3节

凸透镜成像的规律用放大镜近距离看书，看到文字被放大，可是用放大镜看远处的物体时，却看到物体成了倒立缩小的像。同样是凸透镜，物体到凸透镜的距离不同，成像特点不同。为何成像特点会有如此大的差别呢？凸透镜成像遵循什么规律呢？第3节

凸透镜成像的规律导入新课01通过实验探究，知道凸透镜成像的规律。02经历探究过程，提升对证据的分析和论证能力。03通过探究活动，体会实验探究活动对认识事物过程中的重要意义。学习目标第3节

凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律一第3节

凸透镜成像的规律探究凸透镜的成像规律一【提出问题】凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟哪些因素有关？【猜想假设】

（1）可能与物体到透镜的距离有关。支持事例：照相机、投影仪和放大镜的成像特点不同，是因为物体到透镜的距离不同。（2）可能与凸透镜的焦距有关。支持事例：同一物体通过照相机成像，当照相机的焦距改变时（调焦），凸透镜所成像的大小会改变。（3）像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。支持事例：照相机与投影仪，物体和所成的像分居在凸透镜的两侧；通过放大镜观察物体，物体和像在透镜的同一侧。探究凸透镜的成像规律一（1）相关概念①物距u：物体到透镜光心的距离。如图所示，物距为30cm；②像距v：像到透镜光心的距离。如图所示，像距为60cm；③焦距f：焦点到凸透镜光心的距离。物距u像距v【设计实验】

探究凸透镜的成像规律一

（2）实验思路为探究凸透镜成像的规律，我们可以把物体放在距凸透镜较远的地方，然后逐渐移近，把每次观察到的物距以及像的虚实、大小、正倒等情况都记录在表格中，比较实验数据，看看像的虚实、大小、正倒与物距有什么关系，寻找其中的规律。

fFO凸透镜光屏物体2f

像距v物距u探究凸透镜的成像规律一（3）实验器材①光具座、凸透镜（焦距f=10cm）、蜡烛（烛焰作为发光体）或发光二极管、光屏等。f=10cm发光体—烛焰光屏发光二极管探究凸透镜的成像规律一②光具座光具座就是可以把凸透镜、光屏、蜡烛等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以测量各器材之间的距离，帮助我们读出物距、像距。点燃的蜡烛凸透镜光屏探究凸透镜的成像规律一实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒1234（4）数据记录表格像与物距的关系凸透镜的焦距f=10cm探究凸透镜的成像规律一（1）调整凸透镜、蜡烛（烛焰的中心）、光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度。目标是为了使烛焰的像成在光屏的中央。【实验过程】

探究凸透镜的成像规律一实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒1

凸透镜焦距

f=10cm30实像缩小倒立15（2）将凸透镜固定在光具座中间50cm刻度处，把蜡烛放在较远处，使物距u＞2f（u＞20cm），移动光屏，直到光屏上出现清晰的烛焰的像，观察像的大小和正倒，同时测出此时的物距u和像距v，将数据记录在表格中。探究凸透镜的成像规律一（3）把蜡烛向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离等于二倍焦距（u=20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，将数据记录在表格中。

实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒220实像等大倒立20凸透镜焦距

f=10cm探究凸透镜的成像规律一（4）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距和二倍焦距之间（10～20cm），移动光屏，直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰的像，观察像的正倒和大小，测出物距u和像距v，记录在表格中。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒315实像放大倒立30凸透镜焦距

f=10cm探究凸透镜的成像规律一（5）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离为一倍焦距10cm（在焦点处）

，移动光屏，光屏上不成像；眼睛通过透镜也看不到虚像。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒410

凸透镜焦距

f=10cm不成像探究凸透镜的成像规律一（6）把蜡烛继续向透镜移近，使蜡烛到凸透镜的距离在一倍焦距以内（小于10cm），移动光屏，光屏上不成像，眼睛通过透镜，能看到虚像，记录像的正倒和大小。测出物距u，记录在表格中。实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒5

7虚像放大正立凸透镜焦距

f=10cm（7）数据记录汇总实验次数物距u/cm像的性质像距v/cm虚实大小正倒130实像缩小倒立15220实像等大倒立20315实像放大倒立30410不成像

56虚像放大正立

像与物距的关系凸透镜的焦距f=10cm探究凸透镜的成像规律一（1）像的虚实凸透镜在什么条件下成实像？在什么条件下成虚像？【分析与论证】

一倍焦距分虚实f实像虚像u=f是成虚像和实像的分界点，当物距大于透镜的1倍焦距时，物体成实像，当物距小于透镜的1倍焦距时，物体成虚像。分析上表的记录，找出凸透镜成像的规律。探究凸透镜的成像规律一（2）像的大小

凸透镜在什么条件下成缩小的像？在什么条件下成放大的像？二倍焦距分大小2f缩小像放大像u=2f是成像大小的分界点，当物距大于透镜的2倍焦距时，物体成缩小的像，当物距小于透镜的2倍焦距时，物体成放大的像。探究凸透镜的成像规律一（3）像的正倒凸透镜在什么条件下成正立的像？在什么条件下成倒立的像？实像异侧倒虚像同侧正虚像实像凸透镜所成的实像都是异侧倒立，虚像都是同侧正立。探究凸透镜的成像规律一（4）物距、像距与像的大小关系物距小于像距物距大于像距不论成实像还是虚像，成放大的像时必定像距大于物距，成缩小的像时必定像距小于物距。凸透镜成放大像时，物距跟像距相比，哪个比较大？成缩小的像时，物距跟像距相比，哪个比较大？探究凸透镜的成像规律一（5）像和像距随物距的变化规律物距减小，像距变大，像变大。①凸透镜成实像时，物距减小，像距变大，像变大，像与物同方向移动。物距增大，像距变小，像变小，像与物同方向移动。②凸透镜成虚像时，物距减小，像距减小，像变小。探究凸透镜的成像规律一一焦分虚实，二焦分大小；物近（离焦点）像远像变大；虚像（与物）同侧正，实像异侧倒，像物相互跟着跑。（6）口诀记忆探究凸透镜的成像规律一物距u和焦距f的关系像的性质像的位置像距v和焦距f的关系虚实大小正倒与物同（异）侧u>2f实像缩小倒立异侧2f>v>fu=2f实像等大倒立异侧v=2f2f>u>f实像放大倒立异侧v>2fu=f不成像

u<f虚像放大正立同侧

【探究结论】探究凸透镜的成像规律一（1）表格记忆凸透镜成像的规律当物距大于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、大于焦距时，凸透镜成倒立、放大的实像；当物距小于焦距时，凸透镜成正立、放大的虚像。（2）语言描述探究凸透镜的成像规律一【探究结论】动画演示—《凸透镜成像规律》探究凸透镜的成像规律一

视频演示——《探究凸透镜成像的规律》探究凸透镜的成像规律一【交流讨论】1.在做实验时，某同学无论怎样移动光屏,都无法在光屏上观察到烛焰的像。发生这一现象可能原因有哪些？可能原因有：①烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度上；②蜡烛的位置在透镜的一倍焦距以内；③蜡烛的位置在透镜的焦点上。探究凸透镜的成像规律一2.用卡片把透镜遮住一部分，光屏上得到烛焰的像性质不变，像是否完整？像的亮度有什么变化？光屏上像的性质不变，还是完整的，但亮度会变暗些。3.蜡烛长度变短时，像在光屏上的位置怎样变化？为了使像仍成在光屏的中央，应该怎样进行调节？像将会向上移动。调节方法：①将光屏向上移动；②将蜡烛向上移动；③将透镜和光屏向下调节.探究凸透镜的成像规律一

【例题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；②把烛焰放在_________点，屏上出现的像最小。③把烛焰放在_____点，光屏上出现清晰的像时，屏距透镜最远。④把烛焰放在_____________点，光屏上不会出现像。abcdeFFf2fcd、eca解析见下页探究凸透镜的成像规律一根据凸透镜成像规律，物体放在焦点之外，物距越小，像距越大，实像越大。当屏上像最大时，则物距是最小的，c点符合；当屏上像最小时，则物距是最大的，a点符合；烛焰放在c点时，屏上出现最清晰像时，屏距凸透镜最远。物体放在焦点处或之内时，屏上均不能成像，d、

e点符合。探究凸透镜的成像规律一【例题2】在做“凸透镜成像”的实验中，凸透镜焦距是10cm，当光屏距凸透镜16cm时，烛焰在光屏上成清晰的像。若光屏不动，将凸透镜向光屏方向移动2cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列说法正确的是（）A．蜡烛不动，像变小B．蜡烛靠近凸透镜，像变小C．蜡烛远离凸透镜，像变大D．蜡烛远离凸透镜，像变小D凸透镜焦距是10cm，光屏离凸透镜16cm（像距）时，2f＞16cm＞f，所以在光屏上得到一个倒立、缩小的实像。保持光屏位置不变，把凸透镜向光屏方向移动2cm，像距变小，像变小，则物距增大，故蜡烛应远离凸透镜。只有D正确。探究凸透镜的成像规律一【例题3】小明做“探究凸透镜成像的规律”的实验，实验所用凸透镜的焦距为f=10cm，他把凸透镜固定在光具座上50cm处，调节蜡烛的烛焰、凸透镜和光屏的中心在同一高度。①如图所示，若此时他们想在实验中能用光屏承接到烛焰的实像，光屏应在_________（选填“50～60cm”、“60～70cm”）范围内移动；②保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在30cm刻度线处，调整光屏到透镜的距离，则会在光屏上看到烛焰_____（选填“放大”、“缩小”或“等大”）倒立的像；等大60——70cm探究凸透镜的成像规律一③为了使光源更加比较稳定，发光二极管按“F”字样镶嵌排列在白色方格板上替代蜡烛作为光源进行实验。当“F”形光源在35cm刻度处，在光屏上得到清晰的像，应该是图丙中的______（填序号）。B探究凸透镜的成像规律一①由图可知，物距u=40cm>2f，则成倒立、缩小的实像，像距满足f<v<2f，即10cm<v<20cm，则光屏的位置应在60cm——70cm处。②保持凸透镜位置不变，把蜡烛放在30cm刻度处，此时物距u=20cm=2f，所以凸透镜成倒立、等大的实像，像距v=20cm.③当“F”形光源在35cm刻度处，此时物距2f>u=50.0cm-35.0cm=15.0cm>f成倒立、放大的实像，成像时左右颠倒，上下相反。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。探究凸透镜的成像规律一凸透镜成像规律的应用二第3节

凸透镜成像的规律凸透镜成像规律的应用二F2FF2F2f2fff1.照相机（1）照相机原理：物距u＞2f时，成倒立、缩小的实像，像距f＜v＜2f凸透镜成像规律的应用二（2）照相机的调节①调节依据凸透镜成倒立、缩小的实像时，物近像远像变大。②调节方法像偏小时：物体靠近相机，暗箱拉长；像偏大时：物体远离相机，暗箱缩短。凸透镜成像规律的应用二F2FF2F

（1）投影仪原理：物距u：f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，像距v>2f2f2fff2.投影仪凸透镜成像规律的应用二（2）投影仪的调节①调节依据凸透镜成倒立、放大的实像时，物近像远像变大。②调节方法像偏小：投影片靠近镜头，投影仪远离屏幕；像偏大：投影片远离镜头，投影仪靠近屏幕。凸透镜成像规律的应用二f2fF2FF2F（1）放大镜成像原理当物距u<f

时，凸透镜成正立、放大的虚像，虚像与物体在同侧。3.放大镜凸透镜成像规律的应用二（2）放大镜的调节①调节依据凸透镜成虚像时，物近像近像变小。②调节方法像偏小：物体稍微远离镜头，适当调节眼睛位置；像偏大：物体稍微靠近镜头，适当调节眼睛位置。凸透镜成像规律的应用二由图甲可知，物距大于二倍焦距，所以是照相机的工作原理。图乙，蜡烛到凸透镜的距离小于焦距，此时在凸透镜的另一侧可以观察到正立、放大的虚像，所以乙是放大镜的工作原理。【例题4】如图所示，甲是__________的工作原理图，乙是_______的工作原理图。（选填“照相机”、幻灯机”或“放大镜”）放大镜照相机凸透镜成像规律的应用二【例题5】物理实验课上，如图所示为小海做“探究凸透镜成像规律”的实验装置图，当点燃的蜡烛、透镜、光屏位于如图所示的位置时，光屏上得到烛焰清晰的像。则（）A．物距为40cm，像距为50.0cmB．光屏上成倒立、缩小的实像C．照相机应用了该次实验的成像规律D．投影仪应用了该次实验的成像规律DAB．由图示知，物距为u=40.0cm-30.0cm=10.0cm光屏到凸透镜的距离，即像距为v=90.0cm-40.0cm=50.0cm则物距小于像距，成倒立、放大的实像，故AB不符合题意；C．照相机所成的像是倒立、缩小的实像，故照相机不是应用该次实验的成像规律，故C不符合题意；D．投影仪成倒立、放大的实像，故投影仪应用了该次实验的成像规律，故D符合题意。所以选D。用作图法研究凸透镜成像规律三第3节

凸透镜成像的规律用作图法研究凸透镜成像规律三1.凸透镜的三条特殊光线③经过凸透镜焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴FF②平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点FF

①通过光心的光线传播方向不改变FF用作图法研究凸透镜成像规律三F2FF2F2f2fff2.物距大于2倍焦距，即u＞2f

时物距u>2f时，成倒立、缩小的实像，像距vf<v<2f

用作图法研究凸透镜成像规律三F2FF2F3.物距u：f＜u＜2f时物距U：f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，像距v>2f2f2fff用作图法研究凸透镜成像规律三当物距u<f时，凸透镜成正立、放大的虚像f2fF2FF2F3.物距u＜f

时用作图法研究凸透镜成像规律三fF2FF2F当物距u=2f时，凸透镜成倒立、等大的实像，像距v=2f4.物距u=2f时f2f2f用作图法研究凸透镜