凸透鏡成像的規(guī)律

1、.凸透鏡成像的規(guī)律【學(xué)習(xí)目的】1.理解凸透鏡成像規(guī)律；2.知道凸透鏡成像倒立、縮小或放大實(shí)像的條件及應(yīng)用；3.知道凸透鏡成正立、放大虛像的條件；4.掌握探究凸透鏡成像的過程。能在探究活動(dòng)中，初步獲得提出問題的才能，通過探究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程和方法，學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、凸透鏡成像規(guī)律1、凸透鏡成像的特點(diǎn)和應(yīng)用見下表：物的位置像的位置像的性質(zhì)應(yīng)用舉例u2f2fvf物像異側(cè)縮小、倒立、實(shí)像照相機(jī)，眼睛u=2fv=2f等大、倒立、實(shí)像特點(diǎn)：實(shí)像大小轉(zhuǎn)折點(diǎn)2fufv2f放大、倒立、實(shí)像幻燈機(jī)，投影儀u=f不成像特點(diǎn)：像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)uf物像同側(cè) 放大、正立、虛像

2、放大鏡2、凸透鏡的成像規(guī)律可以聯(lián)想它的應(yīng)用來加以記憶，典型的三個(gè)應(yīng)用是：照相機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡，它們都是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的。弄清這些儀器的原理，頭腦中有使用這些儀器時(shí)的情景，就不難記住凸透鏡成像的規(guī)律了。要點(diǎn)詮釋：1、測(cè)量凸透鏡的焦距：利用平行光源或太陽光粗測(cè)凸透鏡的焦距。實(shí)驗(yàn)室提供的凸透鏡的焦距有5cm、10cm和30cm，我們所選的透鏡最好在10cm20cm之間，太大或太小都不方便2、操作過程中，應(yīng)固定好蠟燭、凸透鏡，然后挪動(dòng)光屏，直到在光屏上得到一個(gè)明晰的像為止，讀出物距與像距的大小。3、當(dāng)物距小于焦距時(shí)，無論怎樣挪動(dòng)光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時(shí)應(yīng)去掉光屏，透過凸透鏡觀察火

3、焰的成像情況。4、總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律，可簡(jiǎn)要?dú)w納成“一焦分虛實(shí)，二焦分大??；成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成虛像時(shí)，物近像近，像變小。1“一焦分虛實(shí)：物體在一倍焦距以內(nèi)成虛像，一倍焦距以外成實(shí)像。2“二焦分大?。何锞嘈∮诙督咕啵煞糯蟮南?，焦點(diǎn)除外；物距大于二倍焦距成縮小的。3“成實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大：成實(shí)像時(shí)，物體靠近透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像逐漸變大。4“成虛像時(shí)，物近像近，像變?。撼商撓駮r(shí)，物體靠近透鏡，像也靠近透鏡，像逐漸變小。要點(diǎn)二、凸透鏡成像光路圖1、 成倒立縮小實(shí)像時(shí)，物距，像距如以下圖所示：2、成倒立放大實(shí)像時(shí)，物距，像距如以下圖所示：3、成正立放大虛像時(shí)，物距如以下圖所示：要點(diǎn)詮釋

4、：1、凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法一：物遠(yuǎn)實(shí)像小而近，物近實(shí)像大而遠(yuǎn)， 假如物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大虛像現(xiàn)； 幻燈放像像好大，物處一焦二焦間， 相機(jī)縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距外。 2、凸透鏡成像規(guī)律口決記憶法二：凸透鏡，本領(lǐng)大，照相、幻燈和放大； 二倍焦外倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大； 假設(shè)是物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)虛像大； 一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大?！镜湫屠}】類型一、探究凸透鏡成像1.小明在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，用裝有6個(gè)發(fā)光二極管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示，又用這種同樣大小有方格的白紙板做光屏，然后將發(fā)光物體、凸透鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好。 1當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示，

5、在光屏上成的像如圖丙所示，那么光屏上的像是倒立、 的實(shí)像。將發(fā)光物體由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，要想找到像的位置，應(yīng)挪動(dòng)光屏，直到 為止。 2用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條優(yōu)點(diǎn)是： 。 3如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時(shí)，物與像之間的間隔 為s1，當(dāng)發(fā)光物體在b點(diǎn)時(shí)，物與像之間的間隔 為s2，那么s1 s2填“或“4小明探究完凸透鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)。他把光屏取下來，把發(fā)光物體放在凸透鏡左側(cè)，從凸透鏡右側(cè)沿主光軸向凸透鏡方向觀察，如下圖，當(dāng)眼睛離凸透鏡較遠(yuǎn)時(shí)看到了發(fā)光物體倒立的像，離凸透鏡較近時(shí)就看不到這個(gè)像了，請(qǐng)分析并說明其中原因?！舅悸伏c(diǎn)撥】1根據(jù)像在方格紙上所占格的大小來比較

6、像與物體的大小關(guān)系，要得到像的位置，必須調(diào)節(jié)光屏使像最明晰為止。2將發(fā)光二極管與燭焰比較，找出其優(yōu)點(diǎn)。發(fā)光二極管的亮度更大，更容易觀察其像，同時(shí)其形狀規(guī)那么，利用方格紙，更容易比較像與物的大小。3根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律。知道物體成倒立縮小的實(shí)像時(shí)，物距大于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之間；且物距增大時(shí)，像距無限靠近一倍焦距4根據(jù)實(shí)像的概念，實(shí)像是實(shí)際光線會(huì)聚成的，要知道在像點(diǎn)之前光線還未會(huì)聚成像。【答案】1縮??；光屏上的像明晰 2便于比較像與物的大小 3 4因?yàn)榭吹降南袷堑沽⒌模哉f是實(shí)像，成像點(diǎn)在凸透鏡的右側(cè)；發(fā)光物體發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡折射后是會(huì)聚的，經(jīng)過成像點(diǎn)后是發(fā)散的，所以眼睛必

7、須在成像點(diǎn)以外的光線發(fā)散區(qū)域才能看到這個(gè)像【解析】凸透鏡成的實(shí)像是倒立的實(shí)像，從光屏上可以看出，此像比物體小，因此是縮小的實(shí)像；由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體遠(yuǎn)離凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，此時(shí)像距變小，所以應(yīng)將光屏向凸透鏡靠近，直到在光屏上得到明晰的像為止；用這種發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，能使成在光屏上的像變得更明晰，且便于比較物、像的大小關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯?！究偨Y(jié)升華】這是一個(gè)有一定創(chuàng)新性的裝置，利用這一裝置更容易比較像與物體的大小、倒正的關(guān)系。在物距和像距同時(shí)變化的過程中，當(dāng)物距變遠(yuǎn)時(shí)，像距會(huì)變近，而且像會(huì)變小，即“物遠(yuǎn)、像近、像變小根據(jù)這一規(guī)律可輕松判斷像的變化情況。舉一反三：【變式】在

8、“探究凸透鏡成像的規(guī)律實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡的焦距是10cm。用米尺在程度桌面上畫一直線并標(biāo)明刻度，將透鏡固定在50cm處，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。1當(dāng)把點(diǎn)燃的蠟燭放在20cm刻度處時(shí)，為了能使像明晰的成在光屏的中央位置，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在 。2重新調(diào)整后，保持蠟燭、凸透鏡的位置不變，為了找到明晰的像，應(yīng)將光屏在光具座上移到 的刻度范圍內(nèi)，才能在光屏上得到一個(gè)倒立縮小的實(shí)像。3當(dāng)把蠟燭移到35cm刻度處時(shí)，挪動(dòng)光屏可得到一個(gè)倒立放大的實(shí)像。照相機(jī)、投影儀、放大鏡這三種光學(xué)儀器正常使用時(shí)，與這種成像規(guī)律一樣的是 。小明做完實(shí)驗(yàn)后，想進(jìn)一步研究透鏡成像的情況。

9、他又在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個(gè)表盤及指針的位置，然后把這個(gè)玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對(duì)著玻璃板上的表盤照射，如圖2所示。挪動(dòng)光屏直到成明晰像為止。此時(shí)表盤在光屏上所成的像應(yīng)是圖3中的 ?！敬鸢浮?同一高度260cm703投影儀；A2.下面是小明探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)你和他一起完成這項(xiàng)探究：1小明將透鏡正對(duì)太陽光，在透鏡的另一側(cè)得到一個(gè)最小的亮點(diǎn)F如下圖；該凸透鏡的焦距f= cm； 將一支高1.5cm發(fā)光棒放在凸透鏡前30cm處，挪動(dòng)光屏可以得到一個(gè) 、 的實(shí)像。2把該發(fā)光棒立于凸透鏡前，在光屏上成了3cm高的像，物體離凸透鏡的間隔 可能是 A9cm B12cm C18c

10、m D 27cm 【答案】112；倒立；縮小 2C【解析】1如圖，凸透鏡正對(duì)太陽光，平行光線平行于主光軸，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸透鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的間隔 是凸透鏡的焦距，所以凸透鏡的焦距是12cm。凸透鏡的焦距是12cm，將一支高1.5cm發(fā)光棒放在凸透鏡前30cm處時(shí)，u2f，所以在透鏡的右側(cè)用光屏可以得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。 2因?yàn)樵摪l(fā)光棒高1.5cm，當(dāng)把它立于凸透鏡前，在光屏上成了3cm高的像，說明此時(shí)的像是倒立放大的實(shí)像，由凸透鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)2fuf，C選項(xiàng)符合條件?！究偨Y(jié)升華】此題主要考察了凸透鏡成像的規(guī)律及特點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過程中要擅長(zhǎng)總結(jié)，尋找規(guī)律，要

11、求學(xué)生對(duì)凸透鏡成像的規(guī)律做到深化理解，并能靈敏應(yīng)用。舉一反三：【變式】把高2cm的發(fā)光棒立于焦距為5cm凸透鏡前，在凸透鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸透鏡的間隔 可能是A7.5cm B12.5cm C4.5cm D10cm【答案】A類型二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用3.某班同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，記錄并繪制了物體到凸透鏡的間隔 u跟像到凸透鏡的間隔 v之間關(guān)系的圖象，如下圖，以下判斷正確的選項(xiàng)是A該凸透鏡的焦距是20cmB當(dāng)u=15cm時(shí)，在光屏上能得到一個(gè)縮小的像 C當(dāng)u=25cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的 D把物體從距凸透鏡10cm處挪動(dòng)到30cm處的過程中，

12、像逐漸變小 【思路點(diǎn)撥】由凸透鏡成像規(guī)律，物距等于像距時(shí)，成等大、倒立、實(shí)像，物距在2倍焦距處，根據(jù)圖像可得凸透鏡的焦距是10cm，再根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律找出正確的選項(xiàng)?！敬鸢浮緿【解析】由圖可知，隨著物距增大，像距減小。當(dāng)u=20cm，v=20cm，說明此時(shí)像物等大，物距像距都等于2f，得f10cm。所以A、B、C不符合題意。物體從距凸透鏡10cm處挪動(dòng)到30cm處的過程中，凸透鏡的物距大于焦距，成實(shí)像，凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距增大，像距減小，像變小，D符合題意。【總結(jié)升華】題目考察了凸透鏡成像的四種情況和應(yīng)用，以及凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距、像距、之間的關(guān)系，這是凸透鏡成像習(xí)題的重要根據(jù)，一定要純熟掌握。類型三、綜合應(yīng)用4.以下光學(xué)儀器的應(yīng)用，哪個(gè)得到的實(shí)像比物體大 A放大鏡 B幻燈機(jī) C照相機(jī) D潛望鏡【答案】B 【解析】放大鏡、潛望鏡成的像是虛像，所以A、D選項(xiàng)