2024秋新人教版物理8年級(jí)上冊(cè)課件 5.3 凸透鏡成像的規(guī)律

第五章透鏡及其應(yīng)用望遠(yuǎn)鏡被譽(yù)為“洞察宇宙的眼睛”。從伽利略開(kāi)始用自制望遠(yuǎn)鏡觀察月亮，到現(xiàn)在科學(xué)家用巨大的郭守敬望遠(yuǎn)鏡探測(cè)遙遠(yuǎn)的星系，望遠(yuǎn)鏡在人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的過(guò)程中作出了重大的貢獻(xiàn)。許多光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡和日常生活中使用的望遠(yuǎn)鏡中都有透鏡。透鏡對(duì)光有哪些作用呢?透鏡成像又有哪些規(guī)規(guī)律呢┈┈第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律用放大鏡近距離看書(shū)，看到文字被放大，可是用放大鏡看遠(yuǎn)處的物體時(shí)，卻看到物體成了倒立縮小的像。同樣是凸透鏡，物體到凸透鏡的距離不同，成像特點(diǎn)不同。為何成像特點(diǎn)會(huì)有如此大的差別呢？凸透鏡成像遵循什么規(guī)律呢？第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律導(dǎo)入新課01通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道凸透鏡成像的規(guī)律。02經(jīng)歷探究過(guò)程，提升對(duì)證據(jù)的分析和論證能力。03通過(guò)探究活動(dòng)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)對(duì)認(rèn)識(shí)事物過(guò)程中的重要意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律探究凸透鏡成像的規(guī)律一第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律探究凸透鏡的成像規(guī)律一【提出問(wèn)題】凸透鏡所成像的虛實(shí)、大小、正倒跟哪些因素有關(guān)？【猜想假設(shè)】

（1）可能與物體到透鏡的距離有關(guān)。支持事例：照相機(jī)、投影儀和放大鏡的成像特點(diǎn)不同，是因?yàn)槲矬w到透鏡的距離不同。（2）可能與凸透鏡的焦距有關(guān)。支持事例：同一物體通過(guò)照相機(jī)成像，當(dāng)照相機(jī)的焦距改變時(shí)（調(diào)焦），凸透鏡所成像的大小會(huì)改變。（3）像的正倒很可能跟它與物體是否在同側(cè)有關(guān)。支持事例：照相機(jī)與投影儀，物體和所成的像分居在凸透鏡的兩側(cè)；通過(guò)放大鏡觀察物體，物體和像在透鏡的同一側(cè)。探究凸透鏡的成像規(guī)律一（1）相關(guān)概念①物距u：物體到透鏡光心的距離。如圖所示，物距為30cm；②像距v：像到透鏡光心的距離。如圖所示，像距為60cm；③焦距f：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離。物距u像距v【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】

探究凸透鏡的成像規(guī)律一

（2）實(shí)驗(yàn)思路為探究凸透鏡成像的規(guī)律，我們可以把物體放在距凸透鏡較遠(yuǎn)的地方，然后逐漸移近，把每次觀察到的物距以及像的虛實(shí)、大小、正倒等情況都記錄在表格中，比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看看像的虛實(shí)、大小、正倒與物距有什么關(guān)系，尋找其中的規(guī)律。

fFO凸透鏡光屏物體2f

像距v物距u探究凸透鏡的成像規(guī)律一（3）實(shí)驗(yàn)器材①光具座、凸透鏡（焦距f=10cm）、蠟燭（燭焰作為發(fā)光體）或發(fā)光二極管、光屏等。f=10cm發(fā)光體—燭焰光屏發(fā)光二極管探究凸透鏡的成像規(guī)律一②光具座光具座就是可以把凸透鏡、光屏、蠟燭等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以測(cè)量各器材之間的距離，幫助我們讀出物距、像距。點(diǎn)燃的蠟燭凸透鏡光屏探究凸透鏡的成像規(guī)律一實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒1234（4）數(shù)據(jù)記錄表格像與物距的關(guān)系凸透鏡的焦距f=10cm探究凸透鏡的成像規(guī)律一（1）調(diào)整凸透鏡、蠟燭（燭焰的中心）、光屏的高度，使它們的中心大致在同一高度。目標(biāo)是為了使?fàn)T焰的像成在光屏的中央?！緦?shí)驗(yàn)過(guò)程】

探究凸透鏡的成像規(guī)律一實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒1

凸透鏡焦距

f=10cm30實(shí)像縮小倒立15（2）將凸透鏡固定在光具座中間50cm刻度處，把蠟燭放在較遠(yuǎn)處，使物距u＞2f（u＞20cm），移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰的像，觀察像的大小和正倒，同時(shí)測(cè)出此時(shí)的物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。探究凸透鏡的成像規(guī)律一（3）把蠟燭向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離等于二倍焦距（u=20cm），移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測(cè)出物距u和像距v，將數(shù)據(jù)記錄在表格中。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒220實(shí)像等大倒立20凸透鏡焦距

f=10cm探究凸透鏡的成像規(guī)律一（4）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間（10～20cm），移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像，觀察像的正倒和大小，測(cè)出物距u和像距v，記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒315實(shí)像放大倒立30凸透鏡焦距

f=10cm探究凸透鏡的成像規(guī)律一（5）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離為一倍焦距10cm（在焦點(diǎn)處）

，移動(dòng)光屏，光屏上不成像；眼睛通過(guò)透鏡也看不到虛像。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒410

凸透鏡焦距

f=10cm不成像探究凸透鏡的成像規(guī)律一（6）把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近，使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距以?xún)?nèi)（小于10cm），移動(dòng)光屏，光屏上不成像，眼睛通過(guò)透鏡，能看到虛像，記錄像的正倒和大小。測(cè)出物距u，記錄在表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒5

7虛像放大正立凸透鏡焦距

f=10cm（7）數(shù)據(jù)記錄匯總實(shí)驗(yàn)次數(shù)物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm虛實(shí)大小正倒130實(shí)像縮小倒立15220實(shí)像等大倒立20315實(shí)像放大倒立30410不成像

56虛像放大正立

像與物距的關(guān)系凸透鏡的焦距f=10cm探究凸透鏡的成像規(guī)律一（1）像的虛實(shí)凸透鏡在什么條件下成實(shí)像？在什么條件下成虛像？【分析與論證】

一倍焦距分虛實(shí)f實(shí)像虛像u=f是成虛像和實(shí)像的分界點(diǎn)，當(dāng)物距大于透鏡的1倍焦距時(shí)，物體成實(shí)像，當(dāng)物距小于透鏡的1倍焦距時(shí)，物體成虛像。分析上表的記錄，找出凸透鏡成像的規(guī)律。探究凸透鏡的成像規(guī)律一（2）像的大小

凸透鏡在什么條件下成縮小的像？在什么條件下成放大的像？二倍焦距分大小2f縮小像放大像u=2f是成像大小的分界點(diǎn)，當(dāng)物距大于透鏡的2倍焦距時(shí)，物體成縮小的像，當(dāng)物距小于透鏡的2倍焦距時(shí)，物體成放大的像。探究凸透鏡的成像規(guī)律一（3）像的正倒凸透鏡在什么條件下成正立的像？在什么條件下成倒立的像？實(shí)像異側(cè)倒虛像同側(cè)正虛像實(shí)像凸透鏡所成的實(shí)像都是異側(cè)倒立，虛像都是同側(cè)正立。探究凸透鏡的成像規(guī)律一（4）物距、像距與像的大小關(guān)系物距小于像距物距大于像距不論成實(shí)像還是虛像，成放大的像時(shí)必定像距大于物距，成縮小的像時(shí)必定像距小于物距。凸透鏡成放大像時(shí)，物距跟像距相比，哪個(gè)比較大？成縮小的像時(shí)，物距跟像距相比，哪個(gè)比較大？探究凸透鏡的成像規(guī)律一（5）像和像距隨物距的變化規(guī)律物距減小，像距變大，像變大。①凸透鏡成實(shí)像時(shí)，物距減小，像距變大，像變大，像與物同方向移動(dòng)。物距增大，像距變小，像變小，像與物同方向移動(dòng)。②凸透鏡成虛像時(shí)，物距減小，像距減小，像變小。探究凸透鏡的成像規(guī)律一一焦分虛實(shí)，二焦分大??；物近（離焦點(diǎn)）像遠(yuǎn)像變大；虛像（與物）同側(cè)正，實(shí)像異側(cè)倒，像物相互跟著跑。（6）口訣記憶探究凸透鏡的成像規(guī)律一物距u和焦距f的關(guān)系像的性質(zhì)像的位置像距v和焦距f的關(guān)系虛實(shí)大小正倒與物同（異）側(cè)u>2f實(shí)像縮小倒立異側(cè)2f>v>fu=2f實(shí)像等大倒立異側(cè)v=2f2f>u>f實(shí)像放大倒立異側(cè)v>2fu=f不成像

u<f虛像放大正立同側(cè)

【探究結(jié)論】探究凸透鏡的成像規(guī)律一（1）表格記憶凸透鏡成像的規(guī)律當(dāng)物距大于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像；當(dāng)物距等于2倍焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像；當(dāng)物距小于2倍焦距、大于焦距時(shí)，凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像；當(dāng)物距小于焦距時(shí)，凸透鏡成正立、放大的虛像。（2）語(yǔ)言描述探究凸透鏡的成像規(guī)律一【探究結(jié)論】動(dòng)畫(huà)演示—《凸透鏡成像規(guī)律》探究凸透鏡的成像規(guī)律一

視頻演示——《探究凸透鏡成像的規(guī)律》探究凸透鏡的成像規(guī)律一【交流討論】1.在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)無(wú)論怎樣移動(dòng)光屏,都無(wú)法在光屏上觀察到燭焰的像。發(fā)生這一現(xiàn)象可能原因有哪些？可能原因有：①燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上；②蠟燭的位置在透鏡的一倍焦距以?xún)?nèi)；③蠟燭的位置在透鏡的焦點(diǎn)上。探究凸透鏡的成像規(guī)律一2.用卡片把透鏡遮住一部分，光屏上得到燭焰的像性質(zhì)不變，像是否完整？像的亮度有什么變化？光屏上像的性質(zhì)不變，還是完整的，但亮度會(huì)變暗些。3.蠟燭長(zhǎng)度變短時(shí)，像在光屏上的位置怎樣變化？為了使像仍成在光屏的中央，應(yīng)該怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)？像將會(huì)向上移動(dòng)。調(diào)節(jié)方法：①將光屏向上移動(dòng)；②將蠟燭向上移動(dòng)；③將透鏡和光屏向下調(diào)節(jié).探究凸透鏡的成像規(guī)律一

【例題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)整光屏的位置。則：①把燭焰放在_________點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最大；②把燭焰放在_________點(diǎn)，屏上出現(xiàn)的像最小。③把燭焰放在_____點(diǎn)，光屏上出現(xiàn)清晰的像時(shí)，屏距透鏡最遠(yuǎn)。④把燭焰放在_____________點(diǎn)，光屏上不會(huì)出現(xiàn)像。abcdeFFf2fcd、eca解析見(jiàn)下頁(yè)探究凸透鏡的成像規(guī)律一根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律，物體放在焦點(diǎn)之外，物距越小，像距越大，實(shí)像越大。當(dāng)屏上像最大時(shí)，則物距是最小的，c點(diǎn)符合；當(dāng)屏上像最小時(shí)，則物距是最大的，a點(diǎn)符合；燭焰放在c點(diǎn)時(shí)，屏上出現(xiàn)最清晰像時(shí)，屏距凸透鏡最遠(yuǎn)。物體放在焦點(diǎn)處或之內(nèi)時(shí)，屏上均不能成像，d、

e點(diǎn)符合。探究凸透鏡的成像規(guī)律一【例題2】在做“凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中，凸透鏡焦距是10cm，當(dāng)光屏距凸透鏡16cm時(shí)，燭焰在光屏上成清晰的像。若光屏不動(dòng)，將凸透鏡向光屏方向移動(dòng)2cm，要使光屏上再次得到清晰的像，下列說(shuō)法正確的是（）A．蠟燭不動(dòng)，像變小B．蠟燭靠近凸透鏡，像變小C．蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，像變大D．蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡，像變小D凸透鏡焦距是10cm，光屏離凸透鏡16cm（像距）時(shí)，2f＞16cm＞f，所以在光屏上得到一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像。保持光屏位置不變，把凸透鏡向光屏方向移動(dòng)2cm，像距變小，像變小，則物距增大，故蠟燭應(yīng)遠(yuǎn)離凸透鏡。只有D正確。探究凸透鏡的成像規(guī)律一【例題3】小明做“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所用凸透鏡的焦距為f=10cm，他把凸透鏡固定在光具座上50cm處，調(diào)節(jié)蠟燭的燭焰、凸透鏡和光屏的中心在同一高度。①如圖所示，若此時(shí)他們想在實(shí)驗(yàn)中能用光屏承接到燭焰的實(shí)像，光屏應(yīng)在_________（選填“50～60cm”、“60～70cm”）范圍內(nèi)移動(dòng)；②保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在30cm刻度線(xiàn)處，調(diào)整光屏到透鏡的距離，則會(huì)在光屏上看到燭焰_____（選填“放大”、“縮小”或“等大”）倒立的像；等大60——70cm探究凸透鏡的成像規(guī)律一③為了使光源更加比較穩(wěn)定，發(fā)光二極管按“F”字樣鑲嵌排列在白色方格板上替代蠟燭作為光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)“F”形光源在35cm刻度處，在光屏上得到清晰的像，應(yīng)該是圖丙中的______（填序號(hào)）。B探究凸透鏡的成像規(guī)律一①由圖可知，物距u=40cm>2f，則成倒立、縮小的實(shí)像，像距滿(mǎn)足f<v<2f，即10cm<v<20cm，則光屏的位置應(yīng)在60cm——70cm處。②保持凸透鏡位置不變，把蠟燭放在30cm刻度處，此時(shí)物距u=20cm=2f，所以凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，像距v=20cm.③當(dāng)“F”形光源在35cm刻度處，此時(shí)物距2f>u=50.0cm-35.0cm=15.0cm>f成倒立、放大的實(shí)像，成像時(shí)左右顛倒，上下相反。故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。探究凸透鏡的成像規(guī)律一凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二F2FF2F2f2fff1.照相機(jī)（1）照相機(jī)原理：物距u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距f＜v＜2f凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二（2）照相機(jī)的調(diào)節(jié)①調(diào)節(jié)依據(jù)凸透鏡成倒立、縮小的實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大。②調(diào)節(jié)方法像偏小時(shí)：物體靠近相機(jī)，暗箱拉長(zhǎng)；像偏大時(shí)：物體遠(yuǎn)離相機(jī)，暗箱縮短。凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二F2FF2F

（1）投影儀原理：物距u：f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，像距v>2f2f2fff2.投影儀凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二（2）投影儀的調(diào)節(jié)①調(diào)節(jié)依據(jù)凸透鏡成倒立、放大的實(shí)像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大。②調(diào)節(jié)方法像偏?。和队捌拷R頭，投影儀遠(yuǎn)離屏幕；像偏大：投影片遠(yuǎn)離鏡頭，投影儀靠近屏幕。凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二f2fF2FF2F（1）放大鏡成像原理當(dāng)物距u<f

時(shí)，凸透鏡成正立、放大的虛像，虛像與物體在同側(cè)。3.放大鏡凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二（2）放大鏡的調(diào)節(jié)①調(diào)節(jié)依據(jù)凸透鏡成虛像時(shí)，物近像近像變小。②調(diào)節(jié)方法像偏小：物體稍微遠(yuǎn)離鏡頭，適當(dāng)調(diào)節(jié)眼睛位置；像偏大：物體稍微靠近鏡頭，適當(dāng)調(diào)節(jié)眼睛位置。凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二由圖甲可知，物距大于二倍焦距，所以是照相機(jī)的工作原理。圖乙，蠟燭到凸透鏡的距離小于焦距，此時(shí)在凸透鏡的另一側(cè)可以觀察到正立、放大的虛像，所以乙是放大鏡的工作原理?！纠}4】如圖所示，甲是__________的工作原理圖，乙是_______的工作原理圖。（選填“照相機(jī)”、幻燈機(jī)”或“放大鏡”）放大鏡照相機(jī)凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用二【例題5】物理實(shí)驗(yàn)課上，如圖所示為小海做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，當(dāng)點(diǎn)燃的蠟燭、透鏡、光屏位于如圖所示的位置時(shí)，光屏上得到燭焰清晰的像。則（）A．物距為40cm，像距為50.0cmB．光屏上成倒立、縮小的實(shí)像C．照相機(jī)應(yīng)用了該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律D．投影儀應(yīng)用了該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律DAB．由圖示知，物距為u=40.0cm-30.0cm=10.0cm光屏到凸透鏡的距離，即像距為v=90.0cm-40.0cm=50.0cm則物距小于像距，成倒立、放大的實(shí)像，故AB不符合題意；C．照相機(jī)所成的像是倒立、縮小的實(shí)像，故照相機(jī)不是應(yīng)用該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律，故C不符合題意；D．投影儀成倒立、放大的實(shí)像，故投影儀應(yīng)用了該次實(shí)驗(yàn)的成像規(guī)律，故D符合題意。所以選D。用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三第3節(jié)

凸透鏡成像的規(guī)律用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三1.凸透鏡的三條特殊光線(xiàn)③經(jīng)過(guò)凸透鏡焦點(diǎn)的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后平行于主光軸FF②平行于主光軸的光線(xiàn)經(jīng)凸透鏡折射后通過(guò)焦點(diǎn)FF

①通過(guò)光心的光線(xiàn)傳播方向不改變FF用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三F2FF2F2f2fff2.物距大于2倍焦距，即u＞2f

時(shí)物距u>2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距vf<v<2f

用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三F2FF2F3.物距u：f＜u＜2f時(shí)物距U：f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，像距v>2f2f2fff用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三當(dāng)物距u<f時(shí)，凸透鏡成正立、放大的虛像f2fF2FF2F3.物距u＜f

時(shí)用作圖法研究凸透鏡成像規(guī)律三fF2FF2F當(dāng)物距u=2f時(shí)，凸透鏡成倒立、等大的實(shí)像，像距v=2f4.物距u=2f時(shí)f2f2f用作圖法研究凸透鏡