凸透鏡成像規(guī)律(羅明方)

探究凸透鏡成像的規(guī)律FFFF1、通過光心的光線傳播方向不改變。2、平行于主光軸的光線經凸透鏡折射后通過焦點，經凹透鏡折射后發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線通過虛焦點。3、經過凸透鏡焦點的光線折射后平行于主光軸射出。

對著凹透鏡異側虛焦點入射的光線折射后平行于主光軸射出。三條特殊光線溫故知新F真實光線會聚的像．2F2FF實像：物體和實像分別在凸透鏡的兩側（物像異側）實像既能呈現(xiàn)在光屏，又可用眼睛觀察對于凸透鏡成像可用這三條特殊光線模擬。FF真實光線的反向延長線會聚的像虛像：物體和虛像分別在凸透鏡的同側（物像同側）虛像不能呈現(xiàn)在光屏，只能用眼睛觀察FF2F2F物距u像距V幾個術語：物距u、像距v、焦距f焦距f２倍焦距２f2024/3/22024/3/2？問題：

凸透鏡成像有什么規(guī)律？像的虛實、大小、正倒跟物距有什么關系？凸透鏡成像可能與__________________有關。物體到透鏡的距離

猜想：三：探究凸透鏡成像的規(guī)律

實驗目的：

探究凸透鏡成像規(guī)律

光具座(刻度尺)、凸透鏡、蠟燭、光屏、天燃氣打火機(或火柴)。實驗器材:點燃的蠟燭凸透鏡光屏光具座如何保證蠟燭的像始終能成在光屏上？

為了使燭焰的像成在光屏的中央，調節(jié)蠟燭中心、透鏡、光屏的中心，使它們的三心在同一高度上。點燃的蠟燭凸透鏡光屏光具座2024/3/2想一想如何測定凸透鏡焦距１根據凸透鏡特性，讓平行光（如太陽光）沿主軸方向入射到凸透鏡上，在另一側與透鏡平行放置一光屏，調節(jié)光屏位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此時透鏡與光屏的間距為凸透鏡焦距。這是一種簡便的粗測凸透鏡焦距的方法。測定凸透鏡的焦距２

移動透鏡，直到屏上出現(xiàn)最小、清晰的燭焰的像。此時焦距近似等于像距(透鏡到光屏的距離)f=v測定凸透鏡的焦距3

透鏡位置不變，分別向兩側同時移動蠟燭與光屏，直到屏上出現(xiàn)等大、清晰的燭焰的像。此時物距=像距=2*焦距(二倍焦距成等大實像)f=(U+v)÷4f=21U=21v實驗步驟：1，記下凸透鏡的焦距；f＝

10厘米2，在光具座上從左到右依次放好蠟燭、凸透鏡、光屏。調節(jié)凸透鏡和光屏的高度使它們的中心與燭焰的中心在同一高度，目的是使燭焰的像成在光屏的中央；3，移動凸透鏡位置，使物距分別為u＞2f；f＜u＜2f；u＜f再移動光屏找像，眼睛觀察光屏上的像，直到最清晰為止；4，記下物距、像距和成像情況。50cmV=5cm40cmf=5cm45cmf=5cm2f2f35cm55cm溫馨提示：1．凸透鏡的焦距為5㎝2．光屏上承接的像最清晰時，記錄物距u、像距v和像的性質。實驗記錄物距u與焦距f像的性質像的位置應用舉例u與f的關系物距u/cm實像或虛像放大或縮小正立或倒立與物體同側或異側像距v/cm像距v與焦距f或物距u的關系u>>2f84u>2f14u>2f12u=2f10u=2f102f>u>f92f>u>f7u=f5u=f5u<f4u<f2凸透鏡焦距f=5cm2024/3/2實驗記錄物距u與焦距f像的性質像的位置應用舉例u與f的關系物距u/cm實像或虛像放大或縮小正立或倒立與物體同側或異側像距v/cm像距v與焦距f或物距u的關系u>2f84實像點縮小異側5v≈f測定焦距u>2f14實像縮小倒立異側6f<v<2f照相機u>2f12實像縮小倒立異側8f<v<2fu=2f10實像等大倒立異側10v=2f測定焦距u=2f10實像等大倒立異側10v=2f2f>u>f9實像放大倒立異側13v>2f投影儀2f>u>f7實像放大倒立異側15v>2fu=f5不能成像測定焦距探照燈u=f5不能成像u<f4虛像放大正立同側8v>u放大鏡u<f2虛像放大正立同側4v>u凸透鏡焦距f=5cm凸透鏡成像規(guī)律結論物距u與焦距f的關系像的性質像的位置應用舉例實像或虛像放大或縮小正立或倒立與物體同側或異側像距v與焦距f或物距u的關系u>>2f一束平行光實像點縮小異側v=f測定焦距u>2f實像縮小倒立異側f<v<2f照相機u=2f實像等大倒立異側v=2f測定焦距2f>u>f實像放大倒立異側v>2f投影儀u=f不能成像，得到一束平行光。測定焦距u<f虛像放大正立同側v>u放大鏡2024/3/2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位置嗎？2、在實驗中，你能發(fā)現(xiàn)放大的實像和縮小的實像的分界點在什么位置嗎？焦點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2024/3/2實驗思考3、什么情況下像和物體在凸透鏡兩側？什么情況下像和物體在凸透鏡同側？成實像時物像異側成虛像時物像同側實驗拓展2024/3/2實驗思考4、當凸透鏡成實像時，隨著物距的減小，像距是怎樣變化的？實驗拓展2024/3/2交流合作實驗思考5、該實驗中，虛像都是正立的嗎？實像有正立的嗎？虛像都是放大的嗎？實像都是縮小的嗎？該實驗中，虛像都是正立的。實像都是倒立的。虛像都是放。實像有縮小的，也有放大的。2024/3/2交流合作實驗思考

６、當成實像時，如用手擋住透鏡的上半部，猜一猜，光屏上的像可能有什么變化？2024/3/2FFf能成完整的像，像變暗了。變式練習2、如果凸透鏡中心有一‘V’字，光屏上像有什么變化？凸透鏡成像光路圖u>2f2ffOf2fu=2f2ffOf2fu=f2ffOf2f2f>u>f2ffOf2fu<f2ffOf2f分析凸透鏡成像特點（一）u>2f2ffOf2f當物體放在距離凸透鏡大于二倍焦距的位置時，光線經過凸透鏡的____射，在透鏡的另一側會聚，形成一個_____、_____的____像，像的位置在_____________________________。應用實例___________。折倒立縮小實大于一倍焦距小于二倍焦距之間照相機分析凸透鏡成像特點（二）u=2f2ffOf2f當物體放在距離凸透鏡等于二倍焦距的位置時，光線經過凸透鏡的____射，在透鏡的另一側會聚，形成一個_____、_____的____像，像的位置在_____________________________。應用實例____________________。折倒立等大實二倍焦距的位置測凸透鏡焦距分析凸透鏡成像特點（三）2f>u>f2ffOf2f當物體放在距離凸透鏡大于一倍焦距小于二倍焦距的位置時，光線經過凸透鏡的____射，在透鏡的另一側會聚，形成一個_____、_____的____像，像的位置在____________________。應用實例____________________。折倒立放大實大于二倍焦距位置投影儀分析凸透鏡成像特點（四）u=f2ffOf2f當物體放在距離凸透鏡等于一倍焦距的位置時，光線經過凸透鏡的____射，在透鏡的另一側______成像（填“能”或“不能”），應用實例____________________。折不能產生平行光分析凸透鏡成像特點（五）u<f2ffOf2f當物體放在距離凸透鏡小于一倍焦距的位置時，光線經過凸透鏡的___射后，將折射光線反向延長，形成一個_____、_____的____像，像和物體的位置在透鏡的_____（填“同側”或“異側”）。應用實例_____________。折正立放大虛同側放大鏡分析凸透鏡成像特點（六）u=2f2ffOf2f2f>u>f2ffOf2f對比前三個圖，你會發(fā)現(xiàn)物體離凸透鏡越近，像離凸透鏡越_____（填“遠”或“近”），像的大小會逐漸_____（填“變大”或“變小”）。遠變大u>2f2ffOf2f分析凸透鏡成像特點（七）對比上面的光路圖，可以發(fā)現(xiàn)：_____________是實像或虛像的分界點。_____________是實像成放大或縮小的分界點。實像都是_______的，虛像都是_______的。實像跟物體在透鏡的________，虛像跟物體在透鏡的________。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異側同側分區(qū)記憶實虛小大2FF一焦分虛實二焦分大小F2F像的大小像距定2024/3/2規(guī)律精煉一倍焦點分虛實；二倍焦距分大小。二倍焦距物像等；像的大小像距定；實像與物異側倒，物近像遠像變大；虛像與物同側正；物近像近像變?。幌駜焊矬w跑。物距越接近2f，物像距離越小，越接近4f。小結物體越靠近焦點像越大小結探究凸透鏡成像的規(guī)律記憶口訣2：光屏接到像的位置f2f（1區(qū)）（2區(qū)）（3區(qū)）“

敵進我退、我進敵退”。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隨堂練習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，并分別調整光屏的位置。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。abcdeFFf2f2024/3/22、把燭焰放在

點，屏上出現(xiàn)清晰的像時，

屏距凸透鏡最遠。3、把燭焰放在

點，屏上不會出現(xiàn)像。隨堂練習1abcdeFFf2f1.當物體在2倍焦距以外時，凸透鏡成______、______、_______像；像在1倍焦距和2倍焦距之間。2.當物體在1倍焦距和2倍焦距之間時，凸透鏡成______、_______、_______像；像距在二倍焦距以外。3.當物體在焦距以內時，凸透鏡成______、_______、_______像；像距大于物距。4.當物體放在交點上時，_______，光線經折射后平行射出。倒立縮小實倒立放大實正立放大虛不能成像隨堂練習2

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5cm處，在凸透鏡另一側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3

一個物體到凸透鏡的距離是30cm時，在光屏上得到一個放大的實像，若把物體沿凸透鏡的主光軸移到距凸透鏡65cm處，則成像的情況是(

）

解析：凸透鏡所成像的性質與物距有關，由u=30cm時成倒立放大的實像可知：f<u<2f，即f<30cm<2f，解得：15cm<f<30cm，2f<60cm，當物距為65cm，u>2f。所以成倒立縮小的實像。倒立縮小的實像隨堂練習41、無限遠處的太陽光垂直射在凸透鏡上，則（）

A．成像在2倍焦距處

B．成像在焦點上

C．成像在焦點內

D．不成像B隨堂練習52、用圓形的魚缸或透明的罐頭瓶養(yǎng)魚，從側面觀賞缸內的魚，你看到的那條魚是（）A．實物B．等大的實像C．放大的實像D．放大的虛像D隨堂練習53、某學生在做凸透鏡成像實驗時，若發(fā)現(xiàn)在距透鏡20cm處的光屏上有一個倒立等大的像，則此透鏡的焦距可能為（）A．10cmB．6cmC．25cmD．無法確定A隨堂練習54、某物體經凸透鏡在光屏上得到一個像，現(xiàn)將透鏡中部遮住不讓光通過，則屏上的像（）A．缺少中部B．變小C．性質不變，像變暗D．變大C隨堂練習55、將一物體放在凸透鏡前，使物距依次為6cm，18cm和24cm，分別得到放大的虛像、放大的實像和縮小的實像，則凸透鏡的焦距f滿足關系式（）A．f<6cm

B．6cm<f<18cmC．9cm<f<12cm

D．18cm<f<24cmC隨堂練習5題型演練題型一、選擇題：六種基本題型(1)確定像的特點例1:凸透鏡的焦距是15cm.將物體放在主軸上距透鏡焦點5cm處,所成的像一定是().A.正立的B.倒立的C.放大的D.虛像15cm實虛小大2FF題型演練練習：1、將一個凸透鏡正對著太陽光，在距凸透鏡20cm的紙上接到一個很小的亮斑.當將一個物體放在距這個透鏡50cm處時，在凸透鏡的另一側可以得到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、縮小的實像小試牛刀2、一凸透鏡的焦距在10—20厘米之間，當物體距透鏡25厘米時，所成的像一定是（）

A縮小的像B放大的像C正立的像D倒立的像3、物體放在凸透鏡前12厘米處，在透鏡一側的光屏上成一個倒立放大的像。當物體距凸透鏡8厘米，所成的像（）A一定是倒立放大的實像B可能是倒立縮小的實像C可能是正立放大的虛像D可能是正立等大的虛像(2)確定焦距范圍例題：將蠟燭放在距離凸透鏡30cm的地方，在透鏡另一側的光屏上，有蠟燭清晰放大的像，由此可知，該透鏡的焦距可能是

A.20cm

B.15cm

C.10cm

D.5cm例題：將蠟燭放在距離凸透鏡30cm的地方，在透鏡另一側的光屏上，有蠟燭清晰放大的像，由此可知，該透鏡的焦距可能是

A.20cm

B.15cm

C.10cm

D.5cm分析：成的是______、_______、的_______像倒立放大實物體應該在什么區(qū)域？實虛小大2FF在F和2F之間即f<u<2f那物距u＝？u=30cm代入得到：即f<30<2fA如何解出f的范圍？1、在關于凸透鏡的成像實驗中,將物體放在距透鏡20cm處,這時得到一個倒立放大的實像,則該凸透鏡的焦距的大小的范圍為

.2、某同學在探究凸透鏡成像的實驗中，蠟燭到光屏的距離為60cm，他想在光屏上成一個與蠟燭等大的像（保持蠟燭到光屏的距離不變），應選擇的凸透鏡是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的小試牛刀2、某同學將點燃的蠟燭放在距凸透鏡14cm處時，在光屏上得到了一個縮小的像.這個凸透鏡的焦距可能是A.6cmB.7cmC.10cmD.20cm3、當燭焰離凸透鏡40厘米時，在凸透鏡另一側的光屏上可得到一個倒立的、放大的實像。該凸透鏡的焦距可能為（）

A50厘米B40厘米

C30厘米D10厘米(3)確定物距或像距例3:用照相機給家人照相,人與照相機鏡頭的距離和底片到照相機鏡頭的距離分別是()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、一凸透鏡的焦距為20厘米，要得到放大的實像，物體應位于凸透鏡前(

)A.小于20cm處

B.大于40cm處

C.20cm與40cm之間

D.條件不足無法確定小試牛刀2、航空攝影攝制人員要從高空給地面上的物體照相,若所用的照相機鏡頭的焦距為50mm,則膠片與鏡頭的距離為()A.50mm以內B.恰為50mmC.略大于50mmD.在100mm以外3.如圖5示,f是凸透鏡的焦點,將點燃的蠟燭依次放在a、b、c、d等位置,則在屏上生成最大的像時,蠟燭的位置是()A.a點B.b點C.c點D.d點(4)確定物距或像距變化例4:用一架鏡頭焦距不變的照相機,給一個人照了一張全身像,再用它給這個人照一張半身像,應該使()A.照相機與人的距離增大,暗箱長度縮短B.照相機與人的距離增大,暗箱長度伸長C.照相機與人的距離減小,暗箱長度縮短D.照相機與人的距離減小,暗箱長度伸長(5)確定物像間距離變化例5:一凸透鏡的焦距為10cm,當物體從距透鏡15cm處沿透鏡主軸遠離,移動到距透鏡40cm處的過程中,物體與它的像之間的距離()A.逐漸增大B.先減小,后增大C.逐漸減小D.先增大,后減小2、若一物體從距凸透鏡3倍焦距的地方，沿主光軸移到1.5倍焦距的地方，則（）

A．像距變小，像變小

B．像距變大，像變大

C．像距不變，像不變

D．像距變大，像不變1、在研究凸透鏡成像的實驗中，光屏上已成清晰、縮小的像。當燭焰向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏應向

透鏡的方向移動（填“靠近”或“遠離”）。3、一個焦距是10cm的凸透鏡，當物體從離透鏡20cm處逐漸移向30cm處的過程中（

）。

A、像逐漸變大，像距逐漸變小

B、像逐漸變小，像距逐漸變大

C、像逐漸變大，像距逐漸變大

D、像逐漸變小，像距逐漸變小

(6)確定像的移動方向例:一物體從遠處向凸透鏡的2倍焦距處勻速運動而來,則物體的像()A.與物體的運動方向相同,像距越來越小B.與物體的運動方向相同,像距越來越大C.與物體的運動方向相反,像距越來越大D.與物體的運動方向相反,像距越來越小1.放映幻燈時,要想在屏幕上得到更大的像,應該采取的做法是()A.換上大屏幕B.增大屏幕到鏡頭的距離,同時減小幻燈片與鏡頭的距離C.減小屏幕到幻燈機的距離,同時增大幻燈片與鏡頭的距離D.增大幻燈片到鏡頭的距離例1、(2007·上海)在圖3—19中，凸透鏡焦距為10厘米．保持透鏡位置不變，當蠟燭在15厘米刻度處時，為了在光屏的中央找到像，應調整光屏的

，并將光屏向

方向移動(選填“遠離透鏡”或“靠近透鏡”)．

題型二：實驗題高度靠近透鏡例10、（2007·陜西課改區(qū)）圖3—20為“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實驗裝置．(1)點燃蠟燭后，調節(jié)凸透鏡和光屏使它們的中心跟燭焰的中心大致在

上．(2)為了找到像的準確位置，必須做好光屏的微調，即在一定范圍內左右移動光屏，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)如圖3—20，燭焰恰好在光屏上成倒立、等大、清晰的像，則該凸透鏡的焦距是

cm．(4)保持燭焰位置不動，把凸透鏡從距燭焰一倍焦距處向燭焰移動2cm，可以從

(選填“光屏一側”或“燭焰一側”)通過凸透鏡觀察到燭焰正立、

的虛像，

就是利用了這一成像規(guī)律．10光屏一側放大放大鏡練習1.小華同學在做凸透鏡成像實驗時出現(xiàn)了下列問題，請你幫他一一解決。（1）無論怎樣移動光屏都不能在光屏上呈現(xiàn)出燭焰的像；原因是（請寫出兩點）

；

。（2）實驗中發(fā)現(xiàn)光屏上燭焰的像偏左偏上，為了使燭焰能成在光屏中央，應向

、向

（上/下/左/右）調燭焰位置。（3）實驗結束后，小華發(fā)現(xiàn)透鏡上有一塊污斑，他不知道這對成像情況有無影響，請你告訴他。

。燭焰、透鏡、光屏三者中心不在同一高度u≤f左上對成像情況沒有影響，只是像的亮度變暗

題型三：光路圖例12、圖中A為燭焰上一點,A’為A在光屏上的像點,畫出a、b經過透鏡后的傳播方向。

例13、如圖9示,A是物體,A’是物體經過凸透鏡所成的像,試畫出凸透鏡的大致位置。例14、完成下面光路圖。2FFF2F例15、請在圖上大致位置畫出物體AB通過凸透鏡所成的像A′B′。2FFF2FOAB學以致用例1：(05年天津)如圖1所示，凸透鏡的焦距為8cm，當物體AB放在該凸透鏡主軸上距離凸透鏡12cm的位置處時，調整光屏的位置使光屏上出現(xiàn)該物體清晰的像，則在光屏上得到一個()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、正立放大的虛像分析：物體處于哪個位置？先畫出f和2f點F2FA再思考：做題之前可以排除哪一項？學以致用練習：如圖1所示，凸透鏡的焦距為15cm，當物體AB放在該凸透鏡主軸上距離凸透鏡29cm的位置處時，調整光屏的位置使光屏上出現(xiàn)該物體清晰的像，則在光屏上得到一個()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、正立放大的虛像分析：物體處于哪個位置？先畫出f和2f點F2FA學以致用練習：如圖1所示，凸透鏡的焦距為7cm，當物體AB放在該凸透鏡主軸上距離凸透鏡21cm的位置處時，調整光屏的位