吐血推荐-烟台一线名师整理最全20181119第四章第二节凸透镜成像的规律.pptx

凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律 烟台崇文学校 一、复习一、复习 同学们，上节课，我们已经学习了透同学们，上节课，我们已经学习了透镜的有关基础知识，知道了有关透镜的光镜的有关基础知识，知道了有关透镜的光轴、光心及光路一般特征。轴、光心及光路一般特征。这节课，我们主要通过实验来探究凸透这节课，我们主要通过实验来探究凸透镜成像的具体规律。镜成像的具体规律。观察凸透镜成像观察凸透镜成像 1、将一支点燃的蜡烛放在凸透镜前较远的位置，在透镜的另一侧拿一块白纸屏（光屏）来回移动，（不透过透镜，在光屏一侧观察）直到光屏上出现清晰的像为止。观察光屏上的像，你能描述像的特点吗？（蜡烛的像距凸透镜较近，成倒立、缩小的实像）观察凸透镜成像 2、将蜡烛逐渐靠近透镜，重复上述实验，你发现光屏上的像有什么变化？（像变远，逐渐变大，仍为倒立的实像；最后光屏上的像消失）观察凸透镜成像 3、在蜡烛接近光屏的过程中，你在光屏上始终能观察到蜡烛的像吗？（不能）如果无论怎样移动光屏，在光屏上都看不到像，请将光屏拿开，用眼睛通过透镜观察蜡烛的火焰。你又有什么新的发现？你能描述看到的现象吗？（迎着折射光的方向透过透镜看去时，观察到像位于蜡烛后方，成正立放大的虚像）观察凸透镜成像 u 1.物距物距(u)：物体物体到到凸透镜光心凸透镜光心的距离；的距离；v v 2.像距像距(v)：像像(或光屏或光屏)到到凸透镜光心凸透镜光心的距离；的距离；S2=50.0cm S1=33.0cm S3=74.3cm u=?v =?50.033.0=17.0cm 74.3-50.0=24.3cm 物理术语物理术语 F 实际光线会聚而成的像实际光线会聚而成的像 2F 2F 物距（物距（u u）像距（像距（v v）F 实像实像：物体和像分别在凸透镜的两侧物体和像分别在凸透镜的两侧（物像异侧物像异侧）实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察实像既能呈现在光屏，又可用眼睛观察 F F 折射光线的反向延长线会聚而成的像折射光线的反向延长线会聚而成的像 虚虚像：像：物体和像分别在凸透镜的同侧物体和像分别在凸透镜的同侧（物像同侧物像同侧）虚像虚像不不能呈现在光屏，能呈现在光屏，只能只能用眼睛观察用眼睛观察 1.当凸透镜当凸透镜靠近靠近课本时，透过凸透镜看课本时，透过凸透镜看课本上的字，你发现了什么？课本上的字，你发现了什么？观察观察 2.当凸透镜当凸透镜逐渐远离逐渐远离课本时，透过凸透课本时，透过凸透镜看书本上的字，你又有什么发现？镜看书本上的字，你又有什么发现？当凸透镜离课本当凸透镜离课本较近较近时，我们看到的时，我们看到的是字是字正立放大正立放大的（虚）像。的（虚）像。当凸透镜当凸透镜逐渐远离逐渐远离课本时，我们先看课本时，我们先看到的是字到的是字倒立放大倒立放大的（实）像，然后我的（实）像，然后我们看到是字们看到是字倒立缩小倒立缩小的的（实）（实）像。像。发现发现 提出问题提出问题 凸透镜既能成凸透镜既能成正立、放大正立、放大的像，也的像，也能成能成倒立、放大倒立、放大的像，还能成的像，还能成倒立、缩倒立、缩小小的像。那么，凸透镜成各种不同性质的像。那么，凸透镜成各种不同性质像可能与像可能与什么因素什么因素有关？有关？探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律 发现：发现：凸透镜能成不同性质的像。凸透镜能成不同性质的像。提出问题：提出问题：猜想：猜想：设计实验设计实验 像的像的正倒、大小、虚实正倒、大小、虚实可可能跟能跟物体到凸透镜的距离物体到凸透镜的距离有关有关 像的像的正倒、大小、虚实正倒、大小、虚实可能跟可能跟哪些因素哪些因素有关？有关？准备实验准备实验 1 1、探究凸透镜的成像规律需要的器材。、探究凸透镜的成像规律需要的器材。凸透镜、凸透镜、光具座、光具座、蜡烛、光屏、蜡烛、光屏、2 2、测定所选凸透镜的焦距、测定所选凸透镜的焦距 太阳光聚焦法太阳光聚焦法 凸透镜的焦距最好在凸透镜的焦距最好在5cm5cm-25cm25cm之间，太大之间，太大或太小都不方便，一般选或太小都不方便，一般选10cm10cm。因为光具座（一般长因为光具座（一般长1m1m）长度应大于）长度应大于4f4f。火柴火柴 使烛焰的像能完整成在光屏的使烛焰的像能完整成在光屏的中央，便于观察中央，便于观察(1)在光具座上从左到右依次放上：在光具座上从左到右依次放上：_。蜡烛、凸透镜、光屏蜡烛、凸透镜、光屏 设计实验设计实验 实验时应怎样放置器材？实验时应怎样放置器材？(2)点燃蜡烛后，利用光具座点燃蜡烛后，利用光具座调整蜡烛、凸调整蜡烛、凸透镜和光屏，使透镜和光屏，使烛焰的焰心烛焰的焰心、凸透镜的中、凸透镜的中心和光屏的中心心和光屏的中心 大致在同一高度 2023/1/4 交流合作交流合作 实验思考实验思考 若像在光屏的边缘（偏上或偏右若像在光屏的边缘（偏上或偏右下），是什么原因？下），是什么原因？烛焰的焰心、凸透镜的中心和光烛焰的焰心、凸透镜的中心和光屏的中心不在同一高度屏的中心不在同一高度 交流合作交流合作 实验思考实验思考 像成在光屏的边缘，怎么办？怎样像成在光屏的边缘，怎么办？怎样移动光屏？怎样移动蜡烛？怎样移动移动光屏？怎样移动蜡烛？怎样移动透镜？透镜？若像在光屏偏上位置：若像在光屏偏上位置：保持凸透镜、蜡烛保持凸透镜、蜡烛位置不变，位置不变，只向上移动光屏；保持凸透镜、保持凸透镜、光屏位置不动，光屏位置不动，只向上移动蜡烛；保持蜡烛、保持蜡烛、光屏位置不动，光屏位置不动，只向下移动凸透镜；交流合作交流合作 我明白了我明白了 若像成在光屏的边缘若像成在光屏的边缘 像往哪边偏，物体和光屏就向哪边移动；像往哪边偏，凸透镜就向相反方向移动；若像在光屏偏左位置：保持凸透镜、蜡烛若像在光屏偏左位置：保持凸透镜、蜡烛位置不变，位置不变，只向左移动光屏；只向左移动光屏；保持凸透镜、保持凸透镜、光屏位置不动，光屏位置不动，只向左移动蜡烛；只向左移动蜡烛；保持蜡烛、保持蜡烛、光屏位置不动，光屏位置不动，只向右移动凸透镜；只向右移动凸透镜；1.把蜡烛放在距凸透镜较远处，把蜡烛放在距凸透镜较远处，调整光屏到凸透镜的距离，使烛调整光屏到凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒，测出物距像的大小和正倒，测出物距u和像和像距距v。方案一方案一 2.保持保持凸透镜的位置不动，凸透镜的位置不动，（为了全面的（为了全面的研究凸透镜的成像规律的操作）：研究凸透镜的成像规律的操作）：把蜡烛把蜡烛向凸透镜靠近向凸透镜靠近,每次都调节光屏到凸透镜每次都调节光屏到凸透镜的距离的距离,使烛焰在光屏上成清晰的像使烛焰在光屏上成清晰的像.记录物距、像距和像的性质。记录物距、像距和像的性质。多次改变多次改变物距，重复以上操作。物距，重复以上操作。方案一方案一 方案一方案一 3.继续移近蜡烛，当蜡烛距凸透镜继续移近蜡烛，当蜡烛距凸透镜很近时，移动光屏，观察屏上是否总很近时，移动光屏，观察屏上是否总能得到蜡烛的像能得到蜡烛的像。如果屏上得不得蜡如果屏上得不得蜡烛的像，则通过凸透镜观察像的大小烛的像，则通过凸透镜观察像的大小和正倒。和正倒。把蜡烛固定在光具座的一端，把蜡烛固定在光具座的一端，使凸使凸透镜从较远处逐渐向蜡烛移动，同时透镜从较远处逐渐向蜡烛移动，同时调整光屏的位置调整光屏的位置，观察像的大小和正观察像的大小和正倒，测出物距倒，测出物距u和像距和像距v。重复上述实重复上述实验。验。方案二方案二 F F f 2023/1/4 作图研究作图研究 u2f fvv）倒立倒立缩缩小小实实像像 利用通过凸透镜的三条特殊光线 2023/1/4 F F f u=2f v=2f（即（即u=v）倒立等大实像倒立等大实像 F F f fu2f （即（即uv）倒立放大实像倒立放大实像 F F f u=f 不成像不成像 因为光线平行因为光线平行 F F f uu）倒立放大虚像倒立放大虚像 凸透镜成像规律凸透镜成像规律 u与与f 的关系的关系 像的性质像的性质 像的位置像的位置 应用应用 举例举例 实像实像 或虚像或虚像 放大放大 或缩小或缩小 正立正立 或倒或倒立立 与物体与物体同侧同侧 或异侧或异侧 v与与f 的关系的关系 u与与v 的关系的关系 u2f 一束平行光一束平行光 实像点实像点 缩小缩小 异侧异侧 v=f uv 测定焦距测定焦距 u2f 实像实像 缩小缩小 倒立倒立 异侧异侧 fvv 照相机照相机 u=2f 实像实像 等大等大 倒立倒立 异侧异侧 v=2f u=v 测定焦距测定焦距 2fuf 实像实像 放大放大 倒立倒立 异侧异侧 v2f uv 投影仪投影仪 u=f 不能成像，得到一束平行光。不能成像，得到一束平行光。探照灯探照灯 uu 放大镜放大镜 2023/1/4 实验拓展实验拓展 1、在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？那放大的实像和缩小的实像的分界点又在什么位置呢？焦点焦点是实像和虚像的分界点是实像和虚像的分界点 二倍焦距二倍焦距是放大的实像和缩小的实像是放大的实像和缩小的实像的分界点的分界点 2023/1/4 2023/1/4 实验思考实验思考 2、你的实验方案是否完整？还存在、你的实验方案是否完整？还存在什么问题？你有什么改进的建议？什么问题？你有什么改进的建议？不完整，应该更换不同焦距的不完整，应该更换不同焦距的透镜，重复几次试验，使实验结透镜，重复几次试验，使实验结论具有普遍性，避免实验结论的论具有普遍性，避免实验结论的偶然性。偶然性。实验拓展实验拓展1 2023/1/4 2023/1/4 实验思考实验思考 3、当光屏上得到清晰的缩小实像时，、当光屏上得到清晰的缩小实像时，保持透镜位置不动，将物体和光屏的保持透镜位置不动，将物体和光屏的位置互换，会看到什么现象？位置互换，会看到什么现象？光屏上成倒立光屏上成倒立放大实像放大实像 实验拓展实验拓展1 2023/1/4 2023/1/4 分析归纳分析归纳 实验拓展实验拓展 2023/1/4 思路思路(根据光路可逆性进行分析根据光路可逆性进行分析)当物体在光屏上成缩小的实像时，此时当物体在光屏上成缩小的实像时，此时u u大于大于2f2f，则像距，则像距v v应在应在f f和和2f2f之间之间 若透镜位置不动，而把物体和光屏的位若透镜位置不动，而把物体和光屏的位置对调，则原来的像距为现在的物距，置对调，则原来的像距为现在的物距，原来的物距为现在的像距原来的物距为现在的像距 根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大根据上述分析蜡烛应在光屏上呈现放大的像。的像。2023/1/4 实验思考实验思考 4、当光屏上得到清晰的实像时，用、当光屏上得到清晰的实像时，用手遮住半个透镜，会看到什么现象？手遮住半个透镜，会看到什么现象？像仍然是完整的，且大小不变，像仍然是完整的，且大小不变，只是变暗了。只是变暗了。实验拓展实验拓展 2023/1/4 2023/1/4 实验思考实验思考 5、当看到烛焰通过凸透镜在光屏上、当看到烛焰通过凸透镜在光屏上成放大的像，在凸透镜上粘一个小黑成放大的像，在凸透镜上粘一个小黑点，会看到什么现象？点，会看到什么现象？实验拓展实验拓展 2023/1/4 光屏上没有黑点的像光屏上没有黑点的像 2023/1/4 实验思考实验思考 6、实验进行一段时间后蜡烛变短了，、实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏的中心，应将要使蜡烛的像仍在光屏的中心，应将光屏向哪儿移动？光屏向哪儿移动？蜡烛蜡烛变短变短了，光屏上的像会了，光屏上的像会向上偏向上偏（画（画出光路图可清楚直观看到）；要将像移出光路图可清楚直观看到）；要将像移到光屏中心应将到光屏中心应将光屏向上移动光屏向上移动。实验拓展实验拓展 2023/1/4 2023/1/4 实验思考实验思考 7、实验进行一段时间后蜡烛变短了，、实验进行一段时间后蜡烛变短了，要使蜡烛的像仍在光屏的中心，应将要使蜡烛的像仍在光屏的中心，应将光屏向哪儿移动？光屏向哪儿移动？蜡烛蜡烛变短变短了，光屏上的像会了，光屏上的像会