物理凸透鏡成像的規(guī)律 2024-2025學(xué)年蘇科版物理 八年級(jí)上冊(cè)

第三節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律

第三章

光的折射

透鏡

用凸透鏡觀察書上的文字，從貼近書上的文字開始，逐漸增大凸透鏡與書的距離，你看到的文字是怎樣變化的？觀察結(jié)論：（1）先把凸透鏡緊貼書本上的字，看到的字是正立、放大的；（2）讓凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離書本，通過(guò)凸透鏡觀察到的字變得更大；（3）當(dāng)凸透鏡繼續(xù)遠(yuǎn)離時(shí)，在某個(gè)位置會(huì)突然看不到字，再遠(yuǎn)離的話，會(huì)看到倒立、放大的像，再遠(yuǎn)些就成倒立、縮小的像。觀察凸透鏡成像凸透鏡成像的情況可能與物體到透鏡的距離有關(guān)。猜想：探究凸透鏡的成像規(guī)律探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)凸透鏡發(fā)光體光屏光具座探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第一步：測(cè)量凸透鏡的焦距。測(cè)量凸透鏡的焦距（1）讓平行光正對(duì)凸透鏡入射；（2）在光屏上找到光斑最小最亮的光斑；（3）光斑到凸透鏡光心的距離即為焦距。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)為了使?fàn)T焰的像呈現(xiàn)在光屏的中央，應(yīng)該如何調(diào)節(jié)器材？探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第二步：凸透鏡固定在光具座中間，使?fàn)T焰和光屏的中心位于凸透鏡的主光軸上。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)物體到透鏡的距離，用字母u表示。像到透鏡的距離，用字母v表示。物距：像距：探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第三步：使點(diǎn)燃的蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，調(diào)整光屏位置，直至光屏上呈現(xiàn)燭焰的像。

測(cè)量物距和像距，并將成像的情況記錄在表中。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第四步：逐漸減小物距，重復(fù)上述操作并記錄，直至在光屏上無(wú)法呈現(xiàn)燭焰的像。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第五步：當(dāng)物距減小到已經(jīng)不能從光屏上觀察到像時(shí)，測(cè)出物距。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)第六步：如果有當(dāng)像和物大小相等時(shí)，比較物距、像距和焦距的大小關(guān)系。在減小物距的過(guò)程中，觀察像的大小變化。由此推測(cè)，是否存在像和物大小相等的情況？探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)總結(jié)凸透鏡成像的規(guī)律，并填寫下表。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）當(dāng)物距大于兩倍焦距，即u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，此時(shí)f＜v＜2f。探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)（2）當(dāng)物距大于一倍焦距且小于兩倍焦距，即f＜u＜2f

時(shí)，成倒立、放大

的實(shí)像，此時(shí)v＞2f。結(jié)論：探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)（3）當(dāng)物距等于兩倍焦距，即u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)

v=2f。結(jié)論：探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)（4）當(dāng)物距等于焦距，即u=f時(shí)，不成像。結(jié)論：探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)（5）當(dāng)物距小于焦距，即u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像。結(jié)論：u與f的關(guān)系v與f的關(guān)系像的性質(zhì)u與v的關(guān)系u＞2ff＜v＜2f倒立、縮小的實(shí)像u＞vu=2fv=2f倒立、等大的實(shí)像u=vf＜u＜2fv＞2f倒立、放大的實(shí)像u＜vu=f不成像u＜f正立、放大的虛像凸透鏡成像的規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律光路圖ABA’B’F2FF2Fu＞2f，f＜v＜2f，成倒立縮小的實(shí)像凸透鏡成像規(guī)律光路圖u=2f，v=2f，成倒立等大的實(shí)像ABA’B’F2FF2F凸透鏡成像規(guī)律光路圖f＜u＜2f，v＞2f，成倒立放大的實(shí)像ABA’B’F2FF2F凸透鏡成像規(guī)律光路圖u=f，不成像ABF2FF2F凸透鏡成像規(guī)律光路圖u＜f，成正立放大的虛像ABF2FF2FA’B’凸透鏡成像動(dòng)態(tài)變化

成實(shí)像時(shí),當(dāng)物體位置改變后，像的位置和大小如何變化？成實(shí)像時(shí)：物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變??；成虛像時(shí)：物近像近像變小，物遠(yuǎn)像遠(yuǎn)像變大。無(wú)論實(shí)像還是虛像，物體和像移動(dòng)方向一致。（物像同移）凸透鏡成像動(dòng)態(tài)變化

凸透鏡成像動(dòng)態(tài)變化

實(shí)驗(yàn)探究當(dāng)更換一個(gè)更厚的凸透鏡后，像的位置和大小如何變化？焦點(diǎn)F焦距焦點(diǎn)F焦距

凸透鏡越厚，焦距越小。實(shí)驗(yàn)探究凸透鏡越厚，焦距越小，折射能力越強(qiáng)，成的像距離凸透鏡越近；凸透鏡越薄，焦距越大，折射能力越弱，成的像距離凸透鏡越遠(yuǎn)。當(dāng)更換一個(gè)更厚的凸透鏡后，像的位置和大小如何變化？實(shí)驗(yàn)探究若凸透鏡部分被遮擋，像如何變化？仍能成完整的像，但是像的亮度變暗。探究凸透鏡成像規(guī)律凸透鏡成清晰像的條件：物體與像的距離大于等于4倍焦距。凸透鏡成像公式：1.將一個(gè)凸透鏡正對(duì)太陽(yáng)，在距凸透鏡20cm處得到一個(gè)最小、最亮的光斑。將一個(gè)物體放在此透鏡前40cm處，則可在凸透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)（）A．倒立、放大的實(shí)像 B．倒立、縮小的實(shí)像C．倒立、等大的實(shí)像 D．正立、放大的虛像C例題例題2.小明同學(xué)在做探究凸透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了如圖所示的情形，要使像成在光屏中央，應(yīng)將光屏向____（上/下）調(diào)整。（2）調(diào)整好光屏后，在光屏上的得到了清晰的像，此時(shí)像的性質(zhì)是________、_______的實(shí)像。（3）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將蠟燭向遠(yuǎn)離透鏡的方向移動(dòng)，如果要在光屏上再次得到清晰的像，則應(yīng)將光屏______（遠(yuǎn)離/靠近）透鏡，光屏上的像________（變大/變小/不變）下倒立縮小靠近變小例題3.將物體放在距凸透鏡40cm處，在透鏡另一側(cè)距透鏡30cm處的光屏上得到一個(gè)清晰的像，則此凸透鏡的焦距范圍是（）A．10cm＜f＜15cm B．15cm＜f＜20cm C．20cm＜f＜30cm D．30cm＜f＜40cmB例題4.小明做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，在光屏上得到燭焰清晰的像，然后他把燃燒的蠟燭和光屏互換位置，這時(shí)光屏上能看到（）A．倒立、放大的像 B．倒立、縮小的像 C．正立、放大的像 D．正立、縮小的像A例題5.小明用薄膜充水后制成如圖甲所示水透鏡，并用它來(lái)進(jìn)行“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得圖甲中水透鏡的焦距為10cm，將水透鏡固定在光具座上50cm處。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了能使像清晰地成在光屏的中央，要調(diào)整燭焰和光屏的中心在水透鏡的_________；（2）當(dāng)小明把點(diǎn)燃的蠟燭放在20cm刻度處時(shí)，為了在光屏上找到清晰的像，應(yīng)該將光屏在光具座上移動(dòng)到_______cm～______cm的刻度范圍內(nèi)，才能在光屏上得到一個(gè)倒立、________的實(shí)像；（3）保持蠟燭和透鏡的位置不變，在水透鏡中繼續(xù)注入水，使之成為如圖乙透鏡，這時(shí)通過(guò)________（選填“向左”、“向右”）移動(dòng)光屏，在光屏上觀察到的清晰像與原來(lái)相比將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。主光軸上6070縮小向左變小例題6.當(dāng)物體通過(guò)凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物體距離凸透鏡越遠(yuǎn)，所成的像越接近焦點(diǎn)。若物體距離凸透鏡足夠遠(yuǎn)（大于10倍焦距），則所成的像到凸透鏡的距離就近似等于透鏡的焦距。請(qǐng)你據(jù)此設(shè)計(jì)一種估測(cè)凸透鏡焦距的簡(jiǎn)便方法。F2FF2F根據(jù)凸透鏡成像特點(diǎn)可知，可通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)估測(cè)凸透鏡的焦距大小，步驟為：①將凸透鏡對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)處建筑物的物體；②調(diào)節(jié)光屏與凸透鏡之間的距離，直到光屏上出現(xiàn)一個(gè)清晰的物體的像；③讀出光屏與凸透鏡之間的距離大約等于凸透鏡的焦距。第三節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律1.凸透鏡成像的規(guī)律：u與f的關(guān)系v與f的關(guān)系像的性質(zhì)u與v的關(guān)系u＞2ff＜v＜2f倒立、縮小的實(shí)像u＞vu=2fv=2f倒立、等大的實(shí)像u=vf＜u＜2fv＞2f倒立、放大的實(shí)像u＜vu=f不成像u＜f正立、放大的虛像筆記u表示物距，為物體到透鏡的距離，v表示像距，為像到透鏡的距離。第四節(jié)