2022年醫(yī)學(xué)專題-吐血推薦-煙臺一線名師整理最全20181119第四章第二節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律

凸透鏡成像的規(guī)律(guīlǜ)第二節(jié)煙臺崇文(chónɡwén)學(xué)校第一頁，共六十一頁。一、復(fù)習(xí)(fùxí)

同學(xué)們，上節(jié)課，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了透鏡的有關(guān)(yǒuguān)基礎(chǔ)知識，知道了有關(guān)(yǒuguān)透鏡的光軸、光心及光路一般特征。

這節(jié)課，我們主要通過實驗來探究凸透鏡成像的具體(jùtǐ)規(guī)律。第二頁，共六十一頁。觀察(guānchá)凸透鏡成像第三頁，共六十一頁。第四頁，共六十一頁。

1、將一支點燃的蠟燭放在凸透鏡前較遠(yuǎn)的位置，在透鏡的另一側(cè)拿一塊白紙屏（光屏）來回移動，（不透過透鏡，在光屏一側(cè)觀察）直到光屏上出現(xiàn)清晰的像為止。觀察光屏上的像，你能描述(miáoshù)像的特點嗎？（蠟燭的像距凸透鏡較近，成倒立、縮小的實像）

觀察(guānchá)凸透鏡成像第五頁，共六十一頁。

2、將蠟燭逐漸靠近透鏡，重復(fù)上述(shàngshù)實驗，你發(fā)現(xiàn)光屏上的像有什么變化？（像變遠(yuǎn)，逐漸變大，仍為倒立的實像；最后光屏上的像消失）觀察(guānchá)凸透鏡成像第六頁，共六十一頁。

3、在蠟燭接近光屏的過程中，你在光屏上始終能觀察到蠟燭的像嗎？（不能）如果無論怎樣移動光屏，在光屏上都看不到像，請將光屏拿開，用眼睛(yǎnjing)通過透鏡觀察蠟燭的火焰。你又有什么新的發(fā)現(xiàn)？你能描述看到的現(xiàn)象嗎？（迎著折射光的方向透過透鏡看去時，觀察到像位于蠟燭后方，成正立放大的虛像）觀察(guānchá)凸透鏡成像第七頁，共六十一頁。u

1.物距(u)：物體(wùtǐ)到凸透鏡光心的距離；v2.像距(v)：像(或光屏)

到凸透鏡光心的距離(jùlí)；S2=50.0cmS1=33.0cmS3=74.3cmu=?v

=?50.0－33.0=17.0cm74.3-50.0=24.3cm物理(wùlǐ)術(shù)語第八頁，共六十一頁。F實際(shíjì)光線會聚而成的像2F2F物距（u）像距（v）F實像(shíxiàng)：物體和像分別(fēnbié)在凸透鏡的兩側(cè)（物像異側(cè)）實像既能呈現(xiàn)在光屏，又可用眼睛觀察第九頁，共六十一頁。FF折射光線的反向(fǎnxiànɡ)延長線會聚而成的像虛像(xūxiànɡ)：物體和像分別(fēnbié)在凸透鏡的同側(cè)（物像同側(cè)）虛像不能呈現(xiàn)在光屏，只能用眼睛觀察第十頁，共六十一頁。1.當(dāng)凸透鏡靠近課本(kèběn)時，透過凸透鏡看課本(kèběn)上的字，你發(fā)現(xiàn)了什么？觀察(guānchá)2.當(dāng)凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離課本時，透過凸透鏡看書本上的字，你又有什么(shénme)發(fā)現(xiàn)？第十一頁，共六十一頁。當(dāng)凸透鏡離課本(kèběn)較近時，我們看到的是字正立放大的（虛）像。當(dāng)凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離課本時，我們先看到的是字倒立放大(fàngdà)的（實）像，然后我們看到是字倒立縮小的（實）像。發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)

第十二頁，共六十一頁。提出(tíchū)問題

凸透鏡既能成正立、放大的像，也能成倒立、放大的像，還能成倒立、縮小的像。那么，凸透鏡成各種(ɡèzhǒnɡ)不同性質(zhì)像可能與什么因素有關(guān)？第十三頁，共六十一頁。探究(tànjiū)凸透鏡成像的規(guī)律第十四頁，共六十一頁。發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)：凸透鏡能成不同(bùtónɡ)性質(zhì)的像。提出(tíchū)問題：猜想：設(shè)計實驗像的正倒、大小、虛實可能跟物體到凸透鏡的距離有關(guān)像的正倒、大小、虛實可能跟哪些因素有關(guān)？第十五頁，共六十一頁。準(zhǔn)備(zhǔnbèi)實驗1、探究(tànjiū)凸透鏡的成像規(guī)律需要的器材。凸透鏡、光具座、蠟燭(làzhú)、光屏、2、測定所選凸透鏡的焦距太陽光聚焦法凸透鏡的焦距最好在5cm-25cm之間，太大或太小都不方便，一般選10cm。因為光具座（一般長1m）長度應(yīng)大于4f?；鸩竦谑?，共六十一頁。使?fàn)T焰的像能完整成在光屏的中央，便于(biànyú)觀察(1)在光具座上從左到右依次(yīcì)放上：_________________。蠟燭(làzhú)、凸透鏡、光屏設(shè)計實驗實驗時應(yīng)怎樣放置器材？(2)點燃蠟燭后，利用光具座調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰的焰心、凸透鏡的中心和光屏的中心大致在同一高度第十七頁，共六十一頁。2023/2/25交流合作實驗(shíyàn)思考

若像在光屏的邊緣（偏上或偏右下），是什么(shénme)原因？

燭焰的焰心(yànxīn)、凸透鏡的中心和光屏的中心不在同一高度第十八頁，共六十一頁。交流合作實驗(shíyàn)思考

像成在光屏的邊緣(biānyuán)，怎么辦？怎樣移動光屏？怎樣移動蠟燭？怎樣移動透鏡？

若像在光屏偏上位置：①保持凸透鏡、蠟燭位置不變，只向上移動(yídòng)光屏；②保持凸透鏡、光屏位置不動，只向上移動蠟燭；③保持蠟燭、光屏位置不動，只向下移動凸透鏡；第十九頁，共六十一頁。交流合作我明白(míngbai)了

若像成在光屏的邊緣①像往哪邊偏，物體和光屏就向哪邊移動(yídòng)；②像往哪邊偏，凸透鏡就向相反方向移動；

若像在光屏偏左位置：①保持凸透鏡、蠟燭(làzhú)位置不變，只向左移動光屏；②保持凸透鏡、光屏位置不動，只向左移動蠟燭；③保持蠟燭、光屏位置不動，只向右移動凸透鏡；第二十頁，共六十一頁。

1.把蠟燭放在距凸透鏡較遠(yuǎn)處，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離(jùlí)，使?fàn)T焰在屏上成清晰的實像。觀察實像的大小和正倒，測出物距u和像距v。

方案(fāngàn)一第二十一頁，共六十一頁。

2.保持凸透鏡的位置(wèizhi)不動，（為了全面的研究凸透鏡的成像規(guī)律的操作）：把蠟燭向凸透鏡靠近,每次都調(diào)節(jié)光屏到凸透鏡的距離,使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像.記錄物距、像距和像的性質(zhì)。多次改變物距，重復(fù)以上操作。方案(fāngàn)一第二十二頁，共六十一頁。方案(fāngàn)一

3.繼續(xù)移近蠟燭，當(dāng)蠟燭距凸透鏡很近時，移動光屏，觀察(guānchá)屏上是否總能得到蠟燭的像。如果屏上得不得蠟燭的像，則通過凸透鏡觀察像的大小和正倒。第二十三頁，共六十一頁。

把蠟燭固定在光具座的一端，使凸透鏡從較遠(yuǎn)處逐漸向蠟燭移動，同時調(diào)整光屏的位置，觀察像的大小和正倒，測出物距u和像距v。重復(fù)上述(shàngshù)實驗。

方案(fāngàn)二第二十四頁，共六十一頁。第二十五頁，共六十一頁。FFf2023/2/25作圖研究u>2ff<v<2f（即u>v）

倒立(dàolì)縮小實像

利用通過凸透鏡的三條特殊(tèshū)光線第二十六頁，共六十一頁。2023/2/25FFfu=2fv=2f（即u=v）

倒立(dàolì)等大實像

第二十七頁，共六十一頁。FFff<u<2fv>2f（即u<v）倒立(dàolì)放大實像

第二十八頁，共六十一頁。FFfu=f不成像因為(yīnwèi)光線平行

第二十九頁，共六十一頁。FFfu<f（即v>u）倒立放大(fàngdà)虛像

第三十頁，共六十一頁。凸透鏡成像規(guī)律(guīlǜ)結(jié)論(jiélùn)u與f的關(guān)系像的性質(zhì)像的位置應(yīng)用舉例實像或虛像放大或縮小正立或倒立與物體同側(cè)或異側(cè)v與f的關(guān)系u與v的關(guān)系u>>2f一束平行光實像點縮小異側(cè)v=fu>v測定焦距u>2f實像縮小倒立異側(cè)f<v<2fu>v照相機(jī)u=2f實像等大倒立異側(cè)v=2fu=v測定焦距2f>u>f實像放大倒立異側(cè)v>2fu<v投影儀u=f不能成像，得到一束平行光。探照燈u<f虛像放大正立同側(cè)v>u放大鏡第三十一頁，共六十一頁。2023/2/25實驗拓展

1、在實驗中，你能發(fā)現(xiàn)實像和虛像的分界點在什么(shénme)位置嗎？

那放大的實像(shíxiàng)和縮小的實像(shíxiàng)的分界點又在什么位置呢？焦點(jiāodiǎn)是實像和虛像的分界點二倍焦距是放大的實像和縮小的實像的分界點2023/2/25第三十二頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考2、你的實驗方案是否完整？還存在什么(shénme)問題？你有什么(shénme)改進(jìn)的建議？

不完整，應(yīng)該更換(gēnhuàn)不同焦距的透鏡，重復(fù)幾次試驗，使實驗結(jié)論具有普遍性，避免實驗結(jié)論的偶然性。實驗拓展12023/2/25第三十三頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考3、當(dāng)光屏上得到清晰的縮小實像時，保持(bǎochí)透鏡位置不動，將物體和光屏的位置互換，會看到什么現(xiàn)象？光屏上成倒立(dàolì)放大實像實驗拓展12023/2/25第三十四頁，共六十一頁。2023/2/25分析(fēnxī)歸納實驗拓展2023/2/25思路(根據(jù)光路可逆性進(jìn)行分析)當(dāng)物體在光屏上成縮小的實像時，此時u大于2f，則像距v應(yīng)在f和2f之間．若透鏡(tòujìng)位置不動，而把物體和光屏的位置對調(diào)，則原來的像距為現(xiàn)在的物距，原來的物距為現(xiàn)在的像距．根據(jù)上述分析蠟燭應(yīng)在光屏上呈現(xiàn)放大的像。第三十五頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考4、當(dāng)光屏上得到清晰的實像(shíxiàng)時，用手遮住半個透鏡，會看到什么現(xiàn)象？像仍然是完整(wánzhěng)的，且大小不變，只是變暗了。實驗拓展2023/2/25第三十六頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考5、當(dāng)看到燭焰通過凸透鏡在光屏上成放大的像，在凸透鏡上粘一個小黑點，會看到什么(shénme)現(xiàn)象？實驗拓展2023/2/25光屏上沒有(méiyǒu)黑點的像第三十七頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考6、實驗進(jìn)行一段時間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏的中心(zhōngxīn)，應(yīng)將光屏向哪兒移動？蠟燭(làzhú)變短了，光屏上的像會向上偏（畫出光路圖可清楚直觀看到）；要將像移到光屏中心應(yīng)將光屏向上移動。實驗拓展2023/2/25第三十八頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考7、實驗(shíyàn)進(jìn)行一段時間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏的中心，應(yīng)將光屏向哪兒移動？蠟燭(làzhú)變短了，光屏上的像會向上偏（畫出光路圖可清楚直觀看到）；要將像移到光屏中心應(yīng)將光屏向上移動。實驗拓展2023/2/25第三十九頁，共六十一頁。實驗(shíyàn)思考8、光屏上看不到像的原因(yuányīn)有哪些？實驗拓展1.燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一(tóngyī)高度；2.蠟燭在焦點以內(nèi)，成虛像；3.蠟燭在焦點位置，不成像；4.蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間，靠近焦點的位置，像距較大，像成在光具座之外；第四十頁，共六十一頁。2023/2/25實驗(shíyàn)思考9、蠟燭由較遠(yuǎn)處向2f處移動，再從2f向f移動，物與像的距離如何(rúhé)變化？實驗拓展2023/2/25遠(yuǎn)處(yuǎnchǔ)—2f處：物與像距離逐漸變?。?f處：物與像距離最小，為4f；2f—f處：物與像距離逐漸變大；第四十一頁，共六十一頁。實驗(shíyàn)思考10、物距介于f－2f范圍內(nèi)，將物體向左移動(yídòng)距離s，為能在光屏上成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向左移動距離s'，則s'與s之間大小關(guān)系是？實驗拓展s'大于s解析：比較u和v的大小，誰的數(shù)值大，誰移動(yídòng)距離更大。第四十二頁，共六十一頁。實驗(shíyàn)思考

11、在做實驗時，小明好奇的將自己的近視眼鏡放在蠟燭(làzhú)和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，結(jié)果光屏上的像變得模糊了，保持蠟燭(làzhú)和凸透鏡位置不動，要使成像清晰，應(yīng)將光屏向

（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動？實驗拓展遠(yuǎn)離(yuǎnlí)第四十三頁，共六十一頁。實驗(shíyàn)思考12、在實驗過程中,如何測量(cèliáng)凸透鏡的焦距?實驗拓展

用平行光垂直射向透鏡(tòujìng),在透鏡的另一側(cè)用光屏承接到最小、最亮的亮點,測出亮點到凸透鏡的距離，即為焦距。

用蠟燭成像，當(dāng)物與像大小相同時,測出蠟燭到凸透鏡的距離d，f=d/2。第四十四頁，共六十一頁。規(guī)律精煉一倍焦距分虛實(xūshí)；二倍焦距分大小。二倍焦距物像等；像的大小像距定；實像與物異側(cè)倒，物近像遠(yuǎn)像變大；虛像與物同側(cè)正；物近像近像變小；像兒跟著物體跑。注意：焦點（一倍焦距）能分虛實和正倒！物體(wùtǐ)越靠近焦點像越大第四十五頁，共六十一頁。1.如圖所示,找到一個(yīɡè)圓柱形的玻璃瓶,里面裝滿水,把一支鉛筆水平放在玻璃瓶的一側(cè),透過玻璃瓶,可以看到那支鉛筆;把鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢地移動時,透過玻璃瓶，你可以看到一個有趣的現(xiàn)象。試著描述這個現(xiàn)象。這個實驗與前面用凸透鏡所做的實驗有什么異同？動手動腦學(xué)物理第四十六頁，共六十一頁。

解析：玻璃瓶相當(dāng)于柱透鏡，鉛筆較近時（u<f），成正立放大的虛像，鉛筆向遠(yuǎn)處移動時，鉛筆逐漸變大；到某一位置（u>f）成倒立放大的實像，觀察(guānchá)到鉛筆尖突然改變方向，繼續(xù)向遠(yuǎn)處移動，鉛筆逐漸變小；

相同：成像變化都與物距有關(guān)；不同：玻璃瓶是柱面凸透鏡，焦距較短；動手動腦學(xué)物理第四十七頁，共六十一頁。

3.焦距變大相當(dāng)于物體向焦點靠近，（物近像遠(yuǎn)像變大）因而會看到像距v變大，像變大；仍為倒立(dàolì)的實像。動手動腦學(xué)物理

2.物體(wùtǐ)從3f處向2f位置移動時，成像逐漸變大，像距逐漸變大；第四十八頁，共六十一頁。

解析：實驗中,換焦距較大或較小的透鏡后像如何變化?

提示:

f大,會聚(huìjù)能力弱；f小,會聚能力強；成像：f變大，像距變大像變大；

f變小，像距變小像變小；動手動腦學(xué)物理第四十九頁，共六十一頁。4、在看電影或電視時，經(jīng)?？吹竭@樣的現(xiàn)象：如果鏡頭畫面上有前后兩個人,當(dāng)前面的人的像清晰(qīngxī)時,后面那個人的像是模糊的;而當(dāng)后面的人的像清晰(qīngxī)時,前面那個人的像又模糊了.如果是遠(yuǎn)鏡頭,則前后的人物都可呈清晰(qīngxī)的像。結(jié)合所學(xué)知識，解釋其原因。動手動腦學(xué)物理第五十頁，共六十一頁。

因為(yīnwèi)前后兩個人與攝像機(jī)鏡頭的距離（即物距）不同，所以像距也不同，距鏡頭越近，像距越大，反之，像距越?。欢z卷只能在其中一個人成像的位置上，這個人畫面清晰，另一個人就模糊了。如果是遠(yuǎn)鏡頭,則前后人物成像的像距很接近，都比較靠近焦點，都可呈清晰的像。動手動腦學(xué)物理第五十一頁，共六十一頁。(1)當(dāng)物距為18cm時，可以在光屏上得到一個倒立、

縮小的實像。則焦距(jiāojù)范圍為

。(2)當(dāng)物距為18cm時，可以在光屏上得到一個倒立、

放大的實像。則焦距(jiāojù)范圍為

。(3)當(dāng)物距為18cm時，通過透鏡可以看到一個正立、

放大(fàngdà)的虛像。則焦距范圍為

。f<9cmf>18cm9cm<f<18cm(4)當(dāng)光屏距透鏡18cm時，可在光屏上得到一個倒立、

縮小的實像。則焦距范圍為

。(5)當(dāng)光屏距透鏡18cm時，可在光屏上得到一個倒立、放大的實像。則焦距范圍為

。9cm<f<18cmf<9cm在“研究凸透鏡成像”的實驗中，第五十二頁，共六十一頁。2023/2/25隨堂練習(xí)1

如圖所示，保持凸透鏡的位置不變，先后把燭焰放在a、b、c、d、e各點，并分別調(diào)整(tiáozhěng)光屏的位置。則：1、把燭焰放在

點，屏上出現(xiàn)的像最大；

把燭焰放在

點，屏上出現(xiàn)的像最小。abcdeFFf2f2023/2/25第五十三頁，共六十一頁。2023/2/25abcdeFFf2f2、把燭焰放在

點，屏上出現(xiàn)(chūxiàn)清晰的像時，

屏距凸透鏡最遠(yuǎn)。3、把燭焰放在

點，屏上不會出現(xiàn)像。隨堂練習(xí)12023/2/25第五十四頁，共六十一頁。2023/2/25

在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實驗中凸透鏡的焦距是10cm，點燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到了蠟燭清晰的像，這個像一定是（

）A.倒立放大的實像B.倒立縮小的實像C.正立放大的實像D.正立放大的虛像隨堂練習(xí)22023/2/25A第五十五頁，共六十一頁。2023/2/25

在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實驗中,點燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的