透鏡及其應(yīng)用課堂小實(shí)驗(yàn)

1、透鏡及其應(yīng)用 課堂小實(shí)驗(yàn)透鏡 1、透鏡對(duì)光的作用拿出一個(gè)凸透鏡，正對(duì)著太陽(yáng)光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，來(lái)回移動(dòng)，觀察有什么現(xiàn)象？ 有亮點(diǎn)出現(xiàn)，那你知道亮點(diǎn)是怎么形成的嗎？ “亮點(diǎn)”會(huì)隨著紙的來(lái)回移動(dòng)而在亮度上、大小上發(fā)生變化。 2、請(qǐng)你動(dòng)手讓光斑變得最小，最亮。并測(cè)量這個(gè)最小、最亮的光斑到凸透鏡的距離，記錄下來(lái)，換另一個(gè)凸透鏡，重做上面的實(shí)驗(yàn)。 3、再換一個(gè)凹透鏡，重做上面的實(shí)驗(yàn)，紙上能夠得到很小、很亮的光斑嗎？這說(shuō)明了什么？用凹透鏡無(wú)論如何移動(dòng)，都得不到很小、很亮的光斑。這些現(xiàn)象說(shuō)明凸透鏡和凹透鏡對(duì)光線有不同的作用。但是由于我們觀察不到光的傳播路徑，所以為了對(duì)這個(gè)問(wèn)題作進(jìn)一步的研究，我們來(lái)

2、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)。 做法1：把凸透鏡放在光具座上，讓光源正對(duì)照過(guò)去，移動(dòng)光屏，有亮點(diǎn)。再換凹透鏡重做，將怎么移動(dòng)光屏都沒(méi)亮點(diǎn)。做法2：將無(wú)色透明飲料瓶放在水平桌面上，在瓶中放置點(diǎn)燃的香頭，在上面要放凸透鏡或凹透鏡，這就形成一個(gè)“煙室”，用手電筒對(duì)準(zhǔn)透鏡照射，適當(dāng)調(diào)節(jié)手電筒和透鏡的距離，觀察透鏡對(duì)光的作用，看到通過(guò)凸透鏡的光線相互靠攏，通過(guò)凹透鏡的光線相互遠(yuǎn)離。凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。 4、拿一兩個(gè)凸透鏡試一試，怎樣可以測(cè)得凸透鏡的焦距。方法（1）：拿一個(gè)凸透鏡正對(duì)著太陽(yáng)光，讓光通過(guò)凸透鏡照到白紙上，移動(dòng)凸透鏡使光斑很小很亮，用刻度尺量出光斑到凸透鏡的距離。方法（2）：在光具座上

3、，讓光源的光正照到凸透鏡，移動(dòng)光源和光屏，找到光屏上很小很亮的點(diǎn)，用刻度尺測(cè)出光屏與凸透鏡的距離。2.焦距的長(zhǎng)短反映了凸透鏡會(huì)聚作用的強(qiáng)弱，焦距短的會(huì)聚作用強(qiáng)。凸透鏡表面的凸起程度決定了它的焦距的長(zhǎng)短：表面越凸，焦距越短，每個(gè)凸透鏡的焦距是一定的。生活中的透鏡（一）照相機(jī) 1.照相機(jī)前面鏡頭是凸透鏡。想拍全景離景遠(yuǎn)點(diǎn)，想拍人大點(diǎn)離人近點(diǎn)。光線強(qiáng)拍出的照片發(fā)白，光線弱拍出的暗。照相機(jī)由鏡頭、機(jī)箱、調(diào)焦環(huán)、光圈、膠片等組成。 2.光經(jīng)過(guò)照相機(jī)鏡頭后會(huì)聚在膠片上，形成一個(gè)像，這個(gè)像沖洗出來(lái)就是照片。像是怎么落在膠片上？是因?yàn)槟z片上涂著一層對(duì)光敏感的物質(zhì)，通過(guò)鏡頭的光在膠片上曝光后發(fā)生化學(xué)變化，物體的

4、像就被記錄在膠片上，經(jīng)過(guò)顯影、定影后成為底片，再用底片沖印就可以得到照片。想想做做：方案1：用兩個(gè)粗細(xì)相近的長(zhǎng)方形紙筒，使一個(gè)紙筒剛好能套入另一個(gè)，在大的紙筒前面固定一個(gè)凸透鏡，在小的紙筒前面，固定一個(gè)半透明塑料薄膜作為屏幕，把紙筒有屏幕的一端朝里，套入較大的圓筒，就制成了模擬照相機(jī)。方案2：用硬紙板圈成兩個(gè)直徑大小相近的，長(zhǎng)約 15 cm的圓紙筒，使一個(gè)紙筒剛好能夠套入另一個(gè)，在直徑較大的紙筒前面，固定一個(gè)凸透鏡，在直徑較小的紙筒前面，固定一個(gè)屏幕。把較小的圓筒有屏幕的一端朝里，套入較大的圓筒內(nèi)，這樣模擬照相機(jī)就做成了?，F(xiàn)在我們按照方案制作好后，對(duì)準(zhǔn)某個(gè)人或物體，拉動(dòng)紙窗改變透鏡和屏幕之間的

5、距離，能觀察到什么？是不是可以看到一個(gè)縮小的、倒立的清晰的像？下圖就是照相機(jī)成像的原理示意圖，物體通過(guò)透鏡在底片上成一個(gè)縮小倒立的像。 照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，來(lái)自物體的光經(jīng)過(guò)照相機(jī)鏡頭后會(huì)聚到膠卷上，形成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。（二）投影儀投影儀由燈泡、投影片、鏡頭、平面鏡、屏幕組成。演示：把投影儀上的平面鏡（反光鏡）取下，投影片放到載物臺(tái)上（正放），調(diào)節(jié)鏡頭，在天花板上就能得到投影片上圖案的像，再把反光鏡安上，把圖案打到屏幕上。天花板上得到一個(gè)倒立、放大的像。用平面鏡使像反射到屏幕上。實(shí)物投影儀能直接投影實(shí)物。投影儀成倒立、放大的像。投影儀上的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，能成倒立、放大的實(shí)像

6、。（三）放大鏡： 放大鏡是凸透鏡，用它看書(shū)上的字觀察有什么現(xiàn)象？放大鏡能使書(shū)上的字放大，字是正立的，說(shuō)明放大鏡能成正立、放大的虛像。放大鏡成像是正立的，投影儀和照相機(jī)成像是倒立的。（四）實(shí)像和虛像 實(shí)像和虛像的區(qū)別: 凸透鏡成實(shí)像1、是實(shí)際光會(huì)聚的。2、可以用光屏承接到。物體和實(shí)像分別于凸透鏡的兩側(cè)。平面鏡所成的像是虛像，放大鏡所成的像也是虛像。凸透鏡成虛像時(shí)，通過(guò)凸透鏡射出的光沒(méi)有會(huì)聚，只是人眼逆著出射光方向看去，感到光是從放置物體那一側(cè)成虛像發(fā)出的，所以光屏承接不到凸透鏡成虛像：物體和虛像位于凸透鏡的同側(cè)。凸透鏡成像的規(guī)律1、在白紙上畫(huà)一個(gè)小箭頭，用兩個(gè)火柴盒壓住，在它上面放一塊無(wú)色透明的

7、塑料膜，用滴管從燒杯中吸上一些水，小心地把一個(gè)小水滴滴在塑料膜上，觀察到什么現(xiàn)象？調(diào)整水滴跟桌面的距離，或滴管改變水滴的直徑。 從實(shí)驗(yàn)中可得出小水滴相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡。改變水滴跟桌面的距離可得到正立放大的箭頭和倒立放大的箭頭。 2、凸透鏡成像的規(guī)律1.提出問(wèn)題：凸透鏡所成像的大小、正倒跟物體的位置有什么關(guān)系？大家想一想、大膽的猜一猜。2.猜想給學(xué)生幾分鐘時(shí)間和提示，做出盡量合理的猜測(cè)。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證上面的猜想是否正確。學(xué)生們討論，制定實(shí)驗(yàn)。在桌子上有光具座，上面的座可以插蠟燭、光屏、透鏡，能來(lái)回移動(dòng)，從刻度尺上能觀察出它們之間的距離關(guān)系、蠟燭（做物體用）、光屏（白色的硬紙板作屏）、凸

8、透鏡（焦距在10 20 cm之間）。4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（1）測(cè)凸透鏡的焦距大家想一想怎樣測(cè)得一個(gè)凸透鏡的焦距？讓凸透鏡在陽(yáng)光下來(lái)回移動(dòng)，找著最小、最亮的點(diǎn)，用刻度尺量出亮點(diǎn)與凸透鏡的距離，這就是這個(gè)凸透鏡的焦距。也可以讓凸透鏡離燈光 5 m以外，找亮點(diǎn)，測(cè)定出凸透鏡的焦距?，F(xiàn)在測(cè)凸透鏡的焦距.（2）開(kāi)始進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)方案一：把透鏡放在光具座標(biāo)尺中央，從透鏡的位置開(kāi)始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距和2倍焦距的位置。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。把蠟燭放在離凸透鏡盡量遠(yuǎn)的位置上，調(diào)整光屏到透鏡的距離，使?fàn)T焰在屏上成一個(gè)清晰的像，觀察像的大小、正倒，測(cè)出蠟燭與凸透

9、鏡、凸透鏡與光屏間的距離。把數(shù)據(jù)記錄成表。繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，觀察像的變化是放大還是縮小，是正立還是倒立，蠟燭與凸透鏡、凸透鏡與光屏的距離測(cè)出，將數(shù)據(jù)記錄成表。當(dāng)蠟燭到一定位置上時(shí)，光屏沒(méi)有像，用眼睛直接對(duì)著凸透鏡觀察蠟燭的像，把蠟燭與凸透鏡、像與凸透鏡的距離，像是放大還是縮小的，像的正倒，填入表格。方案二：把透鏡放在桌子中央，把蠟燭、光屏放在其兩側(cè)，刻度尺放在桌子上。點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整它們的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。移動(dòng)蠟燭，調(diào)整光屏到透鏡的距離，使?fàn)T焰在屏上成一個(gè)清晰的像，觀察像的大小、正倒、測(cè)出蠟燭與凸透鏡、光屏與凸透鏡的距離。把數(shù)據(jù)記入表格。繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近

10、，觀察像的變化，是放大、等大還是縮小，是正立還是倒立，將蠟燭與凸透鏡的距離，光屏與凸透鏡的距離數(shù)據(jù)記入表格。當(dāng)蠟燭移到透鏡的焦點(diǎn)時(shí)，在光屏上看不到蠟燭的像，繼續(xù)把蠟燭向凸透鏡靠近，這時(shí)在光屏上看不到蠟燭的像，拿去光屏，用眼睛直接對(duì)著凸透鏡觀察蠟燭的像。把蠟燭與凸透鏡的距離，像與凸透鏡的距離，像是放大還是縮小、正立還是倒立的填入設(shè)計(jì)的表格。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并記下結(jié)果，總結(jié)凸透鏡成像的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)結(jié)束，討論、提問(wèn)、進(jìn)行總結(jié)。當(dāng)把蠟燭放在2倍焦距以外的位置，像在凸透鏡的另一側(cè)，成倒立、縮小的像。像與凸透鏡的距離在1倍焦距和2倍焦距之間。當(dāng)把蠟燭放在2倍焦距的位置，像在凸透鏡的另一側(cè)，像的大小與物體大小相等。是倒立的，像與凸透鏡的距離也等于2倍焦距。當(dāng)把蠟燭放在1倍焦距和2倍焦距之間的位置時(shí)，像在凸透鏡的另一側(cè)，成倒立放大的像，像與凸透鏡的距離大于2倍焦距。當(dāng)把蠟燭放在1倍焦距的位置時(shí)，光屏不成像。當(dāng)把蠟燭放在1倍焦距之內(nèi)，光屏上不成像，像與蠟燭在凸透鏡同側(cè)，成正立、放大的像。當(dāng)把蠟燭放在大于凸透鏡焦距的位置時(shí)，物體成倒立的像。當(dāng)物體從較遠(yuǎn)處向透鏡靠近時(shí)像逐漸變大，像到透鏡的距離也逐漸變大。當(dāng)物體與透鏡的距離小于焦距時(shí)，物體成正立、放大的像。這個(gè)像光屏上得不到。物體與凸透鏡的距離叫物距，用u表示，像與凸透鏡的距離叫像距，用v表示。我們接下來(lái)把總結(jié)的規(guī)律和數(shù)據(jù)填入到書(shū)上的表格中。5