理化生探究凸透鏡成像規(guī)律課件

探究凸透鏡成像規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)1了解凸透鏡的基本概念認(rèn)識(shí)凸透鏡的形狀、焦點(diǎn)、焦距等概念。2掌握凸透鏡成像規(guī)律學(xué)習(xí)凸透鏡成像的規(guī)律，包括實(shí)像和虛像的形成。3探究物距和像距的關(guān)系通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究物體距離和像距之間的關(guān)系。4理解放大倍數(shù)的概念學(xué)習(xí)如何計(jì)算凸透鏡的放大倍數(shù)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)凸透鏡成像的規(guī)律，包括物距和像距、放大倍數(shù)的關(guān)系，以及不同情況下成像的性質(zhì)。難點(diǎn)理解虛像和實(shí)像的概念，以及如何利用光路圖分析凸透鏡成像的規(guī)律。凸透鏡的基本特性凸透鏡是一種中央比邊緣厚的透鏡，它能使平行光線匯聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做焦點(diǎn)。凸透鏡有兩種基本特性：使平行光線會(huì)聚于一點(diǎn)使發(fā)散光線會(huì)聚凸透鏡的焦點(diǎn)凸透鏡的焦點(diǎn)是指平行光線通過(guò)凸透鏡后會(huì)聚于一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)，用字母F表示。凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)，分別位于透鏡的兩側(cè)，對(duì)稱(chēng)分布。構(gòu)建凸透鏡的光路確定主光軸首先，確定凸透鏡的主光軸，即連接凸透鏡兩個(gè)球心并穿過(guò)透鏡中心的直線。畫(huà)出光線根據(jù)凸透鏡的折射規(guī)律，我們可以畫(huà)出經(jīng)過(guò)凸透鏡的光線，例如平行于主光軸的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)匯聚于焦點(diǎn)，通過(guò)焦點(diǎn)的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后會(huì)平行于主光軸。連接光點(diǎn)利用光線在介質(zhì)中的傳播路徑，我們可以連接光點(diǎn)，從而構(gòu)建出完整的凸透鏡光路圖。物距和像距的關(guān)系物距(u)像距(v)u>2ff<v<2fu=2fv=2ff<u<2fv>2fu=fv=∞u<fv為負(fù)值放大倍數(shù)的計(jì)算M放大倍數(shù)h'像高h(yuǎn)物高M(jìn)=h'/h公式放大倍數(shù)是指像高與物高的比值。它表示物體被放大或縮小的程度。成像特點(diǎn)倒立實(shí)像當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距以外時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像。正立虛像當(dāng)物體位于凸透鏡的焦距以?xún)?nèi)時(shí)，成正立、放大的虛像。等大倒立實(shí)像當(dāng)物體位于凸透鏡的2倍焦距處時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像。實(shí)驗(yàn)一:測(cè)量焦距1準(zhǔn)備材料凸透鏡、光源、光屏、刻度尺2實(shí)驗(yàn)步驟將凸透鏡固定在光具座上，使凸透鏡正對(duì)光源3數(shù)據(jù)記錄移動(dòng)光屏，找到清晰的像，記錄像距和物距焦距的測(cè)量方法1平行光聚焦法利用陽(yáng)光或燈光，讓光線平行照射凸透鏡，測(cè)量焦點(diǎn)到凸透鏡中心的距離2成像法利用凸透鏡成像原理，測(cè)量物體和像的距離，再用公式計(jì)算焦距實(shí)驗(yàn)步驟1準(zhǔn)備器材準(zhǔn)備凸透鏡、光源、光屏、刻度尺等實(shí)驗(yàn)器材。2調(diào)節(jié)光源和光屏將光源、凸透鏡和光屏依次放置在光具座上，調(diào)整三者位置，使光束通過(guò)凸透鏡并照射到光屏上。3測(cè)量焦距移動(dòng)凸透鏡和光屏，使光屏上得到清晰的像，用刻度尺測(cè)量物距和像距。4記錄數(shù)據(jù)記錄不同物距下對(duì)應(yīng)的像距，并計(jì)算放大倍數(shù)。5分析結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析物距、像距和放大倍數(shù)之間的關(guān)系，得出凸透鏡成像的規(guī)律。數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析數(shù)據(jù)表格將測(cè)量數(shù)據(jù)整理成表格，便于觀察規(guī)律。圖像分析將測(cè)量數(shù)據(jù)繪制成圖像，直觀地展示物距、像距和焦距之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二:觀察虛像1步驟一將凸透鏡固定在光具座上2步驟二將蠟燭放在透鏡左側(cè)，并移動(dòng)蠟燭3步驟三通過(guò)透鏡觀察蠟燭的像虛像的成像特點(diǎn)無(wú)法呈現(xiàn)在屏幕上虛像不能用光屏承接，只能通過(guò)人眼觀察到。由光的反向延長(zhǎng)線形成觀察到虛像的其實(shí)是光線的反向延長(zhǎng)線交匯形成的點(diǎn)，而不是實(shí)際的光線交匯點(diǎn)。大小與物體大小有關(guān)當(dāng)物體位于凸透鏡焦距以?xún)?nèi)時(shí)，形成的虛像總是比物體更大。合并成像規(guī)律物距物體到凸透鏡的距離像距像到凸透鏡的距離放大倍數(shù)像的大小與物體的尺寸之比實(shí)驗(yàn)三:觀察實(shí)像1倒立實(shí)像總是倒立的2縮小當(dāng)物體在2倍焦距以外時(shí)，成縮小的實(shí)像3放大當(dāng)物體在1倍焦距和2倍焦距之間時(shí)，成放大的實(shí)像4等大當(dāng)物體位于2倍焦距處時(shí)，成等大的實(shí)像實(shí)像成像的特點(diǎn)倒立實(shí)像總是倒立的，無(wú)論物體放在凸透鏡的什么位置?？s小或放大實(shí)像可以是縮小的，也可以是放大的，取決于物體的位置?？梢酝队暗狡聊簧蠈?shí)像可以被投影到屏幕上，因此我們可以用凸透鏡成像來(lái)制作幻燈片等。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論凸透鏡成像規(guī)律物距和像距的關(guān)系物距不同，像距也不同放大倍數(shù)物距越大，放大倍數(shù)越小成像特點(diǎn)物距不同，像的大小、正倒、虛實(shí)也不同凸透鏡的應(yīng)用1照相機(jī)凸透鏡可以將物體成像在感光元件上，記錄下物體的信息。2望遠(yuǎn)鏡凸透鏡可以將遠(yuǎn)處的物體放大，使我們能更清楚地觀察遠(yuǎn)處的物體。3顯微鏡凸透鏡可以將微小的物體放大，使我們能觀察到肉眼無(wú)法看到的微觀世界。眼睛中的凸透鏡我們的眼睛就像一臺(tái)精密的照相機(jī)，擁有一個(gè)重要的組件——凸透鏡。晶狀體，就是眼睛中的凸透鏡，它可以將外界物體的光線匯聚在視網(wǎng)膜上，形成清晰的圖像。通過(guò)調(diào)節(jié)晶狀體的形狀，我們可以看清遠(yuǎn)近不同的物體。放大鏡的工作原理放大鏡是凸透鏡，當(dāng)物體放在凸透鏡的焦點(diǎn)以?xún)?nèi)時(shí)，凸透鏡能成正立放大的虛像，這就是我們看到的放大后的物體。放大鏡的放大倍數(shù)與焦距成反比，焦距越短，放大倍數(shù)越大。照相機(jī)中的凸透鏡成像原理照相機(jī)鏡頭是一個(gè)凸透鏡，通過(guò)它，物體在膠片或感光元件上形成一個(gè)倒立的縮小的實(shí)像。對(duì)焦調(diào)節(jié)鏡頭到物體的距離，可以改變像距，從而使影像清晰地成像在膠片或感光元件上。光圈光圈控制進(jìn)光量，影響照片的曝光程度。光圈越大，進(jìn)光量越多，照片越亮，反之亦然。生活中其他應(yīng)用投影儀投影儀利用凸透鏡將圖像放大投影到屏幕上。望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡利用凸透鏡將遠(yuǎn)處的物體放大，使我們能夠觀察到更遠(yuǎn)處的景象。拓展思考除了我們今天學(xué)習(xí)的凸透鏡成像規(guī)律，還有許多其他有趣的現(xiàn)象和問(wèn)題值得我們思考。例如，你能解釋為什么凸透鏡可以用來(lái)做放大鏡嗎？你能用凸透鏡設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的望遠(yuǎn)鏡嗎？你能想到凸透鏡在其他領(lǐng)域的應(yīng)用嗎？課后習(xí)題本節(jié)課內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)豐富，實(shí)踐性強(qiáng)，同學(xué)們要認(rèn)真復(fù)習(xí)鞏固，并嘗試解答以下問(wèn)題：凸透鏡成像時(shí)，物距、像距、焦距之間有什么關(guān)系？如何利用凸透鏡成像的特點(diǎn)制作放大鏡、照相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡？生活中還有哪些