2022年醫(yī)學(xué)專題-吐血推薦-煙臺(tái)一線名師整理最全20181119第四章第二節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律

凸透鏡成像的規(guī)律(guīlǜ)第二節(jié)煙臺(tái)崇文(chónɡwén)學(xué)校第一頁，共六十一頁。一、復(fù)習(xí)(fùxí)

同學(xué)們，上節(jié)課，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了透鏡的有關(guān)(yǒuguān)基礎(chǔ)知識(shí)，知道了有關(guān)(yǒuguān)透鏡的光軸、光心及光路一般特征。

這節(jié)課，我們主要通過實(shí)驗(yàn)來探究凸透鏡成像的具體(jùtǐ)規(guī)律。第二頁，共六十一頁。觀察(guānchá)凸透鏡成像第三頁，共六十一頁。第四頁，共六十一頁。

1、將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前較遠(yuǎn)的位置，在透鏡的另一側(cè)拿一塊白紙屏（光屏）來回移動(dòng)，（不透過透鏡，在光屏一側(cè)觀察）直到光屏上出現(xiàn)清晰的像為止。觀察光屏上的像，你能描述(miáoshù)像的特點(diǎn)嗎？（蠟燭的像距凸透鏡較近，成倒立、縮小的實(shí)像）

觀察(guānchá)凸透鏡成像第五頁，共六十一頁。

2、將蠟燭逐漸靠近透鏡，重復(fù)上述(shàngshù)實(shí)驗(yàn)，你發(fā)現(xiàn)光屏上的像有什么變化？（像變遠(yuǎn)，逐漸變大，仍為倒立的實(shí)像；最后光屏上的像消失）觀察(guānchá)凸透鏡成像第六頁，共六十一頁。

3、在蠟燭接近光屏的過程中，你在光屏上始終能觀察到蠟燭的像嗎？（不能）如果無論怎樣移動(dòng)光屏，在光屏上都看不到像，請(qǐng)將光屏拿開，用眼睛(yǎnjing)通過透鏡觀察蠟燭的火焰。你又有什么新的發(fā)現(xiàn)？你能描述看到的現(xiàn)象嗎？（迎著折射光的方向透過透鏡看去時(shí)，觀察到像位于蠟燭后方，成正立放大的虛像）觀察(guānchá)凸透鏡成像第七頁，共六十一頁。u

1.物距(u)：物體(wùtǐ)到凸透鏡光心的距離；v2.像距(v)：像(或光屏)

到凸透鏡光心的距離(jùlí)；S2=50.0cmS1=33.0cmS3=74.3cmu=?v

=?50.0－33.0=17.0cm74.3-50.0=24.3cm物理(wùlǐ)術(shù)語第八頁，共六十一頁。F實(shí)際(shíjì)光線會(huì)聚而成的像2F2F物距（u）像距（v）F實(shí)像(shíxiàng)：物體和像分別(fēnbié)在凸透鏡的兩側(cè)（物像異側(cè)）實(shí)像既能呈現(xiàn)在光屏，又可用眼睛觀察第九頁，共六十一頁。FF折射光線的反向(fǎnxiànɡ)延長(zhǎng)線會(huì)聚而成的像虛像(xūxiànɡ)：物體和像分別(fēnbié)在凸透鏡的同側(cè)（物像同側(cè)）虛像不能呈現(xiàn)在光屏，只能用眼睛觀察第十頁，共六十一頁。1.當(dāng)凸透鏡靠近課本(kèběn)時(shí)，透過凸透鏡看課本(kèběn)上的字，你發(fā)現(xiàn)了什么？觀察(guānchá)2.當(dāng)凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離課本時(shí)，透過凸透鏡看書本上的字，你又有什么(shénme)發(fā)現(xiàn)？第十一頁，共六十一頁。當(dāng)凸透鏡離課本(kèběn)較近時(shí)，我們看到的是字正立放大的（虛）像。當(dāng)凸透鏡逐漸遠(yuǎn)離課本時(shí)，我們先看到的是字倒立放大(fàngdà)的（實(shí)）像，然后我們看到是字倒立縮小的（實(shí)）像。發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)

第十二頁，共六十一頁。提出(tíchū)問題

凸透鏡既能成正立、放大的像，也能成倒立、放大的像，還能成倒立、縮小的像。那么，凸透鏡成各種(ɡèzhǒnɡ)不同性質(zhì)像可能與什么因素有關(guān)？第十三頁，共六十一頁。探究(tànjiū)凸透鏡成像的規(guī)律第十四頁，共六十一頁。發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)：凸透鏡能成不同(bùtónɡ)性質(zhì)的像。提出(tíchū)問題：猜想：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)像的正倒、大小、虛實(shí)可能跟物體到凸透鏡的距離有關(guān)像的正倒、大小、虛實(shí)可能跟哪些因素有關(guān)？第十五頁，共六十一頁。準(zhǔn)備(zhǔnbèi)實(shí)驗(yàn)1、探究(tànjiū)凸透鏡的成像規(guī)律需要的器材。凸透鏡、光具座、蠟燭(làzhú)、光屏、2、測(cè)定所選凸透鏡的焦距太陽光聚焦法凸透鏡的焦距最好在5cm-25cm之間，太大或太小都不方便，一般選10cm。因?yàn)楣饩咦ㄒ话汩L(zhǎng)1m）長(zhǎng)度應(yīng)大于4f?；鸩竦谑摚擦豁?。使?fàn)T焰的像能完整成在光屏的中央，便于(biànyú)觀察(1)在光具座上從左到右依次(yīcì)放上：_________________。蠟燭(làzhú)、凸透鏡、光屏設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)怎樣放置器材？(2)點(diǎn)燃蠟燭后，利用光具座調(diào)整蠟燭、凸透鏡和光屏，使?fàn)T焰的焰心、凸透鏡的中心和光屏的中心大致在同一高度第十七頁，共六十一頁。2023/2/25交流合作實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考

若像在光屏的邊緣（偏上或偏右下），是什么(shénme)原因？

燭焰的焰心(yànxīn)、凸透鏡的中心和光屏的中心不在同一高度第十八頁，共六十一頁。交流合作實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考

像成在光屏的邊緣(biānyuán)，怎么辦？怎樣移動(dòng)光屏？怎樣移動(dòng)蠟燭？怎樣移動(dòng)透鏡？

若像在光屏偏上位置：①保持凸透鏡、蠟燭位置不變，只向上移動(dòng)(yídòng)光屏；②保持凸透鏡、光屏位置不動(dòng)，只向上移動(dòng)蠟燭；③保持蠟燭、光屏位置不動(dòng)，只向下移動(dòng)凸透鏡；第十九頁，共六十一頁。交流合作我明白(míngbai)了

若像成在光屏的邊緣①像往哪邊偏，物體和光屏就向哪邊移動(dòng)(yídòng)；②像往哪邊偏，凸透鏡就向相反方向移動(dòng)；

若像在光屏偏左位置：①保持凸透鏡、蠟燭(làzhú)位置不變，只向左移動(dòng)光屏；②保持凸透鏡、光屏位置不動(dòng)，只向左移動(dòng)蠟燭；③保持蠟燭、光屏位置不動(dòng)，只向右移動(dòng)凸透鏡；第二十頁，共六十一頁。

1.把蠟燭放在距凸透鏡較遠(yuǎn)處，調(diào)整光屏到凸透鏡的距離(jùlí)，使?fàn)T焰在屏上成清晰的實(shí)像。觀察實(shí)像的大小和正倒，測(cè)出物距u和像距v。

方案(fāngàn)一第二十一頁，共六十一頁。

2.保持凸透鏡的位置(wèizhi)不動(dòng)，（為了全面的研究凸透鏡的成像規(guī)律的操作）：把蠟燭向凸透鏡靠近,每次都調(diào)節(jié)光屏到凸透鏡的距離,使?fàn)T焰在光屏上成清晰的像.記錄物距、像距和像的性質(zhì)。多次改變物距，重復(fù)以上操作。方案(fāngàn)一第二十二頁，共六十一頁。方案(fāngàn)一

3.繼續(xù)移近蠟燭，當(dāng)蠟燭距凸透鏡很近時(shí)，移動(dòng)光屏，觀察(guānchá)屏上是否總能得到蠟燭的像。如果屏上得不得蠟燭的像，則通過凸透鏡觀察像的大小和正倒。第二十三頁，共六十一頁。

把蠟燭固定在光具座的一端，使凸透鏡從較遠(yuǎn)處逐漸向蠟燭移動(dòng)，同時(shí)調(diào)整光屏的位置，觀察像的大小和正倒，測(cè)出物距u和像距v。重復(fù)上述(shàngshù)實(shí)驗(yàn)。

方案(fāngàn)二第二十四頁，共六十一頁。第二十五頁，共六十一頁。FFf2023/2/25作圖研究u>2ff<v<2f（即u>v）

倒立(dàolì)縮小實(shí)像

利用通過凸透鏡的三條特殊(tèshū)光線第二十六頁，共六十一頁。2023/2/25FFfu=2fv=2f（即u=v）

倒立(dàolì)等大實(shí)像

第二十七頁，共六十一頁。FFff<u<2fv>2f（即u<v）倒立(dàolì)放大實(shí)像

第二十八頁，共六十一頁。FFfu=f不成像因?yàn)?yīnwèi)光線平行

第二十九頁，共六十一頁。FFfu<f（即v>u）倒立放大(fàngdà)虛像

第三十頁，共六十一頁。凸透鏡成像規(guī)律(guīlǜ)結(jié)論(jiélùn)u與f的關(guān)系像的性質(zhì)像的位置應(yīng)用舉例實(shí)像或虛像放大或縮小正立或倒立與物體同側(cè)或異側(cè)v與f的關(guān)系u與v的關(guān)系u>>2f一束平行光實(shí)像點(diǎn)縮小異側(cè)v=fu>v測(cè)定焦距u>2f實(shí)像縮小倒立異側(cè)f<v<2fu>v照相機(jī)u=2f實(shí)像等大倒立異側(cè)v=2fu=v測(cè)定焦距2f>u>f實(shí)像放大倒立異側(cè)v>2fu<v投影儀u=f不能成像，得到一束平行光。探照燈u<f虛像放大正立同側(cè)v>u放大鏡第三十一頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)拓展

1、在實(shí)驗(yàn)中，你能發(fā)現(xiàn)實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)在什么(shénme)位置嗎？

那放大的實(shí)像(shíxiàng)和縮小的實(shí)像(shíxiàng)的分界點(diǎn)又在什么位置呢？焦點(diǎn)(jiāodiǎn)是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)二倍焦距是放大的實(shí)像和縮小的實(shí)像的分界點(diǎn)2023/2/25第三十二頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考2、你的實(shí)驗(yàn)方案是否完整？還存在什么(shénme)問題？你有什么(shénme)改進(jìn)的建議？

不完整，應(yīng)該更換(gēnhuàn)不同焦距的透鏡，重復(fù)幾次試驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性，避免實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性。實(shí)驗(yàn)拓展12023/2/25第三十三頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考3、當(dāng)光屏上得到清晰的縮小實(shí)像時(shí)，保持(bǎochí)透鏡位置不動(dòng)，將物體和光屏的位置互換，會(huì)看到什么現(xiàn)象？光屏上成倒立(dàolì)放大實(shí)像實(shí)驗(yàn)拓展12023/2/25第三十四頁，共六十一頁。2023/2/25分析(fēnxī)歸納實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25思路(根據(jù)光路可逆性進(jìn)行分析)當(dāng)物體在光屏上成縮小的實(shí)像時(shí)，此時(shí)u大于2f，則像距v應(yīng)在f和2f之間．若透鏡(tòujìng)位置不動(dòng)，而把物體和光屏的位置對(duì)調(diào)，則原來的像距為現(xiàn)在的物距，原來的物距為現(xiàn)在的像距．根據(jù)上述分析蠟燭應(yīng)在光屏上呈現(xiàn)放大的像。第三十五頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考4、當(dāng)光屏上得到清晰的實(shí)像(shíxiàng)時(shí)，用手遮住半個(gè)透鏡，會(huì)看到什么現(xiàn)象？像仍然是完整(wánzhěng)的，且大小不變，只是變暗了。實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25第三十六頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考5、當(dāng)看到燭焰通過凸透鏡在光屏上成放大的像，在凸透鏡上粘一個(gè)小黑點(diǎn)，會(huì)看到什么(shénme)現(xiàn)象？實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25光屏上沒有(méiyǒu)黑點(diǎn)的像第三十七頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考6、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏的中心(zhōngxīn)，應(yīng)將光屏向哪兒移動(dòng)？蠟燭(làzhú)變短了，光屏上的像會(huì)向上偏（畫出光路圖可清楚直觀看到）；要將像移到光屏中心應(yīng)將光屏向上移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25第三十八頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考7、實(shí)驗(yàn)(shíyàn)進(jìn)行一段時(shí)間后蠟燭變短了，要使蠟燭的像仍在光屏的中心，應(yīng)將光屏向哪兒移動(dòng)？蠟燭(làzhú)變短了，光屏上的像會(huì)向上偏（畫出光路圖可清楚直觀看到）；要將像移到光屏中心應(yīng)將光屏向上移動(dòng)。實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25第三十九頁，共六十一頁。實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考8、光屏上看不到像的原因(yuányīn)有哪些？實(shí)驗(yàn)拓展1.燭焰、凸透鏡和光屏的中心不在同一(tóngyī)高度；2.蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)，成虛像；3.蠟燭在焦點(diǎn)位置，不成像；4.蠟燭在一倍焦距和二倍焦距之間，靠近焦點(diǎn)的位置，像距較大，像成在光具座之外；第四十頁，共六十一頁。2023/2/25實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考9、蠟燭由較遠(yuǎn)處向2f處移動(dòng)，再從2f向f移動(dòng)，物與像的距離如何(rúhé)變化？實(shí)驗(yàn)拓展2023/2/25遠(yuǎn)處(yuǎnchǔ)—2f處：物與像距離逐漸變?。?f處：物與像距離最小，為4f；2f—f處：物與像距離逐漸變大；第四十一頁，共六十一頁。實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考10、物距介于f－2f范圍內(nèi)，將物體向左移動(dòng)(yídòng)距離s，為能在光屏上成清晰的像，則他應(yīng)將光屏向左移動(dòng)距離s'，則s'與s之間大小關(guān)系是？實(shí)驗(yàn)拓展s'大于s解析：比較u和v的大小，誰的數(shù)值大，誰移動(dòng)(yídòng)距離更大。第四十二頁，共六十一頁。實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考

11、在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明好奇的將自己的近視眼鏡放在蠟燭(làzhú)和凸透鏡之間靠近凸透鏡的位置，結(jié)果光屏上的像變得模糊了，保持蠟燭(làzhú)和凸透鏡位置不動(dòng)，要使成像清晰，應(yīng)將光屏向

（填“遠(yuǎn)離”或“靠近”）凸透鏡的方向移動(dòng)？實(shí)驗(yàn)拓展遠(yuǎn)離(yuǎnlí)第四十三頁，共六十一頁。實(shí)驗(yàn)(shíyàn)思考12、在實(shí)驗(yàn)過程中,如何測(cè)量(cèliáng)凸透鏡的焦距?實(shí)驗(yàn)拓展

用平行光垂直射向透鏡(tòujìng),在透鏡的另一側(cè)用光屏承接到最小、最亮的亮點(diǎn),測(cè)出亮點(diǎn)到凸透鏡的距離，即為焦距。

用蠟燭成像，當(dāng)物與像大小相同時(shí),測(cè)出蠟燭到凸透鏡的距離d，f=d/2。第四十四頁，共六十一頁。規(guī)律精煉一倍焦距分虛實(shí)(xūshí)；二倍焦距分大小。二倍焦距物像等；像的大小像距定；實(shí)像與物異側(cè)倒，物近像遠(yuǎn)像變大；虛像與物同側(cè)正；物近像近像變??；像兒跟著物體跑。注意：焦點(diǎn)（一倍焦距）能分虛實(shí)和正倒！物體(wùtǐ)越靠近焦點(diǎn)像越大第四十五頁，共六十一頁。1.如圖所示,找到一個(gè)(yīɡè)圓柱形的玻璃瓶,里面裝滿水,把一支鉛筆水平放在玻璃瓶的一側(cè),透過玻璃瓶,可以看到那支鉛筆;把鉛筆由靠近玻璃瓶的位置向遠(yuǎn)處慢慢地移動(dòng)時(shí),透過玻璃瓶，你可以看到一個(gè)有趣的現(xiàn)象。試著描述這個(gè)現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)與前面用凸透鏡所做的實(shí)驗(yàn)有什么異同？動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第四十六頁，共六十一頁。

解析：玻璃瓶相當(dāng)于柱透鏡，鉛筆較近時(shí)（u<f），成正立放大的虛像，鉛筆向遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，鉛筆逐漸變大；到某一位置（u>f）成倒立放大的實(shí)像，觀察(guānchá)到鉛筆尖突然改變方向，繼續(xù)向遠(yuǎn)處移動(dòng)，鉛筆逐漸變小；

相同：成像變化都與物距有關(guān)；不同：玻璃瓶是柱面凸透鏡，焦距較短；動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第四十七頁，共六十一頁。

3.焦距變大相當(dāng)于物體向焦點(diǎn)靠近，（物近像遠(yuǎn)像變大）因而會(huì)看到像距v變大，像變大；仍為倒立(dàolì)的實(shí)像。動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理

2.物體(wùtǐ)從3f處向2f位置移動(dòng)時(shí)，成像逐漸變大，像距逐漸變大；第四十八頁，共六十一頁。

解析：實(shí)驗(yàn)中,換焦距較大或較小的透鏡后像如何變化?

提示:

f大,會(huì)聚(huìjù)能力弱；f小,會(huì)聚能力強(qiáng)；成像：f變大，像距變大像變大；

f變小，像距變小像變?。粍?dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第四十九頁，共六十一頁。4、在看電影或電視時(shí)，經(jīng)?？吹竭@樣的現(xiàn)象：如果鏡頭畫面上有前后兩個(gè)人,當(dāng)前面的人的像清晰(qīngxī)時(shí),后面那個(gè)人的像是模糊的;而當(dāng)后面的人的像清晰(qīngxī)時(shí),前面那個(gè)人的像又模糊了.如果是遠(yuǎn)鏡頭,則前后的人物都可呈清晰(qīngxī)的像。結(jié)合所學(xué)知識(shí)，解釋其原因。動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第五十頁，共六十一頁。

因?yàn)?yīnwèi)前后兩個(gè)人與攝像機(jī)鏡頭的距離（即物距）不同，所以像距也不同，距鏡頭越近，像距越大，反之，像距越小；而膠卷只能在其中一個(gè)人成像的位置上，這個(gè)人畫面清晰，另一個(gè)人就模糊了。如果是遠(yuǎn)鏡頭,則前后人物成像的像距很接近，都比較靠近焦點(diǎn)，都可呈清晰的像。動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理第五十一頁，共六十一頁。(1)當(dāng)物距為18cm時(shí)，可以在光屏上得到一個(gè)倒立、

縮小的實(shí)像。則焦距(jiāojù)范圍為

。(2)當(dāng)物距為18cm時(shí)，可以在光屏上得到一個(gè)倒立、

放大的實(shí)像。則焦距(jiāojù)范圍為

。(3)當(dāng)物距為18cm時(shí)，通過透鏡可以看到一個(gè)正立、

放大(fàngdà)的虛像。則焦距范圍為

。f<9cmf>18cm9cm<f<18cm(4)當(dāng)光屏距透鏡18cm時(shí)，可在光屏上得到一個(gè)倒立、

縮小的實(shí)像。則焦距范圍為

。(5)當(dāng)光屏距透鏡18cm時(shí)，可在光屏上得到一個(gè)倒立、放大的實(shí)像。則焦距范圍為

。9cm<f<18cmf<9cm在“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，第五十二頁，共六十一頁。2023/2/25隨堂練習(xí)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(diǎn)，并分別調(diào)整(tiáozhěng)光屏的位置。則：1、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最大；

把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最小。abcdeFFf2f2023/2/25第五十三頁，共六十一頁。2023/2/25abcdeFFf2f2、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上出現(xiàn)(chūxiàn)清晰的像時(shí)，

屏距凸透鏡最遠(yuǎn)。3、把燭焰放在

點(diǎn)，屏上不會(huì)出現(xiàn)像。隨堂練習(xí)12023/2/25第五十四頁，共六十一頁。2023/2/25

在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中凸透鏡的焦距是10cm，點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上觀察到了蠟燭清晰的像，這個(gè)像一定是（

）A.倒立放大的實(shí)像B.倒立縮小的實(shí)像C.正立放大的實(shí)像D.正立放大的虛像隨堂練習(xí)22023/2/25A第五十五頁，共六十一頁。2023/2/25

在利用蠟燭研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中,點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處，在凸透鏡另一側(cè)的