3.6 探究凸透镜成像规律 课件 沪粤版物理八年级上册.ppt

1、3.6 3.6 探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律课时导入课时导入从身边的问题出发：从身边的问题出发：老人老人用放大镜阅读；用摄像机拍摄航天员王亚平的太用放大镜阅读；用摄像机拍摄航天员王亚平的太空授课；用空授课；用投影仪投影仪播放教学图片。这些都与透镜的使用有播放教学图片。这些都与透镜的使用有关。为了让透镜更好地为我们服务关。为了让透镜更好地为我们服务，我们，我们需要认识凸透镜需要认识凸透镜的成像规律。的成像规律。课时导入课时导入科学科学探究探究猜想与猜想与假设假设:是科学是科学探究的探究的重要环节之一，是对问题重要环节之一，是对问题中事物中事物的因果性、规律性进行的因果性、规律性进行的假定

2、的假定性解释。猜想不是胡性解释。猜想不是胡猜猜乱想乱想,要根据已有的理论、要根据已有的理论、自己的自己的经验和所收集到的有经验和所收集到的有关资料关资料、事实、事实以及人类特有的想象力以及人类特有的想象力、创造力、创造力提出解决问提出解决问题的猜想题的猜想与假设与假设。知识点知识点探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律知知1 1讲讲感悟新知感悟新知11.凸透镜成像的三个物理量凸透镜成像的三个物理量(1)焦距：凸透镜的焦点到光心的距离，用焦距：凸透镜的焦点到光心的距离，用f 表示。表示。(2)物距：景物到物距：景物到_的距离叫做物距，用的距离叫做物距，用u 表示。表示。(3)像距：像到像距：像

3、到_的距离叫做像距，用的距离叫做像距，用v 表示。表示。凸透镜光心凸透镜光心凸透镜光心凸透镜光心知知1 1讲讲感悟新知感悟新知2.实验探究实验探究(1)提出问题：利用凸透镜能成什么样的像？成像情提出问题：利用凸透镜能成什么样的像？成像情况与哪些因素有关？况与哪些因素有关？(2)猜想与假设：可能成倒立的实像；也可能成正立猜想与假设：可能成倒立的实像；也可能成正立的虚像。成像情况可能跟物距的虚像。成像情况可能跟物距u、透镜的焦距、透镜的焦距f 都都有关系。有关系。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(3)设计实验与制订计划设计实验与制订计划研究方法：保持凸透镜焦距不变，改变物距，研究研究方法：保持凸透镜

4、焦距不变，改变物距，研究成像情况。记录物距、像距，总结物距和像距与焦成像情况。记录物距、像距，总结物距和像距与焦距的关系，并观察记录像的情况距的关系，并观察记录像的情况(大小、倒正、虚实大小、倒正、虚实)。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知科学科学探究探究设计实验与制订计划设计实验与制订计划：为了便于收集实验证据为了便于收集实验证据，使，使实验能够有序进行，实验能够有序进行，都要都要制订制订计划与设计实验，这是计划与设计实验，这是探究过程探究过程中不可缺中不可缺少的重要环节少的重要环节。它。它承上启下，决定着猜想与承上启下，决定着猜想与假设假设能能否得到验证。否得到验证。知知1 1讲讲感悟新知感悟

5、新知此环节中，我们要注意的是：此环节中，我们要注意的是：(1)明确探究目的和已有条件，经历制订计划与设明确探究目的和已有条件，经历制订计划与设计实验的过程；计实验的过程；(2)考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识；考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识；(3)选择科学探究的方法及所需要的器材；选择科学探究的方法及所需要的器材；(4)明确实验中的注意事项。明确实验中的注意事项。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知实验器材：如图实验器材：如图2所示。所示。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(4)进行实验与收集证据进行实验与收集证据实验步骤：了解确认凸透镜的焦距实验步骤：了解确认凸透镜的焦距f。如果不知

6、道，。如果不知道，就利用手电筒或太阳光聚焦法测量出来并记录。就利用手电筒或太阳光聚焦法测量出来并记录。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知将蜡烛、凸透镜和光屏按图将蜡烛、凸透镜和光屏按图3 依次放在光具座上。点依次放在光具座上。点燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟燃蜡烛，调节凸透镜和光屏的高度，使它们的中心跟烛焰的中心大致在同一高度上。烛焰的中心大致在同一高度上。目的：成像在光屏中央。目的：成像在光屏中央。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知把凸透镜固定在光具座的中部，蜡烛移到光具座一端把凸透镜固定在光具座的中部，蜡烛移到光具座一端(物距较大物距较大)，移动光屏，直到光屏上出现清晰的像。，移动

7、光屏，直到光屏上出现清晰的像。观察像的倒正以及缩放情况，填入记录表，并把对应观察像的倒正以及缩放情况，填入记录表，并把对应的物距和像距数值也填入记录表。的物距和像距数值也填入记录表。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知逐渐减小物距，调节光屏位置，分别观察记录每次对逐渐减小物距，调节光屏位置，分别观察记录每次对应的物距、像距和像的特征，填入记录表，直到蜡烛应的物距、像距和像的特征，填入记录表，直到蜡烛靠近凸透镜。至少要能在光屏上得到两个缩小的清晰靠近凸透镜。至少要能在光屏上得到两个缩小的清晰的像和一个等大的、一个放大的清晰的像。的像和一个等大的、一个放大的清晰的像。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知当无论

8、怎样移动光屏都得不到像时，拿掉光屏，直接当无论怎样移动光屏都得不到像时，拿掉光屏，直接用眼睛透过透镜观察蜡烛，把看到的像的大小、倒正用眼睛透过透镜观察蜡烛，把看到的像的大小、倒正以及对应的物距记录下来。以及对应的物距记录下来。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知操作操作点拨点拨安装器材时，为什么要安装器材时，为什么要调节光调节光屏、透镜、烛焰三者屏、透镜、烛焰三者中心在中心在同一高度上同一高度上？答：其目的是为了使烛焰答：其目的是为了使烛焰的像的像完整地呈现在光屏中完整地呈现在光屏中间间。调节。调节操作对应的现象操作对应的现象知知1 1讲讲感悟新知感悟新知烛焰烛焰凸透镜凸透镜光屏光屏像像移移动动方方

9、向向向上或向下向上或向下不动不动不动不动向下或向上向下或向上不动不动向上或向下向上或向下不动不动向上或向下向上或向下不动不动不动不动向上或向下向上或向下不动不动知知1 1讲讲感悟新知感悟新知实验表格实验表格透镜焦距透镜焦距f=10 cm实验实验序号序号物距物距u/cm像距像距v/cm成像情况成像情况像与物同像与物同侧或异侧侧或异侧倒立或正立倒立或正立 放大或缩小放大或缩小 实像或虚像实像或虚像14013.3倒立倒立缩小缩小实像实像异侧异侧23015倒立倒立缩小缩小实像实像异侧异侧32020倒立倒立等大等大实像实像异侧异侧41530倒立倒立放大放大实像实像异侧异侧51068正立正立放大放大虚像虚

10、像同侧同侧知知1 1讲讲感悟新知感悟新知科学科学方法方法作图法作图法：为了使要解决为了使要解决的问题的问题更加直观，作出示意更加直观，作出示意图图以方便以方便问题解决问题解决。凸透镜成像凸透镜成像情况：情况：利用三条利用三条特殊光线作出成像光路特殊光线作出成像光路图图来解释来解释，更加形象、具体，更加形象、具体，成像情况成像情况一目了然一目了然。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(5)分析与论证分析与论证分析实验数据和现象，归纳得出凸透镜成像的规律。分析实验数据和现象，归纳得出凸透镜成像的规律。物距物距u像距像距v成像的情况成像的情况成像光路图成像光路图像性质像性质像位置像位置u2ffvufv2f

11、倒立、放倒立、放大的实像大的实像像物异侧像物异侧u=f不成像不成像(折折射光线为射光线为平行光平行光)uu正立、放正立、放大的虚像大的虚像像物同侧像物同侧知知1 1讲讲感悟新知感悟新知实验问题实验问题点拨点拨实验中若出现无论怎样实验中若出现无论怎样移动移动光屏都不能得到清晰的像光屏都不能得到清晰的像，主要主要从以下几个方面分析从以下几个方面分析：(1)烛焰、凸透镜和光烛焰、凸透镜和光屏的屏的中心高度差太大；中心高度差太大；(2)物体到透镜的距离物体到透镜的距离小于小于或等于焦距；或等于焦距；(3)物体到透镜的距离物体到透镜的距离大于大于焦距，但太靠近焦点；焦距，但太靠近焦点；(4)凸透镜的焦距

12、太大等。凸透镜的焦距太大等。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知规律规律口诀口诀用简化记忆法把对用简化记忆法把对凸透镜成像凸透镜成像规律的进一步认识编成规律的进一步认识编成六六句句口诀记忆口诀记忆：(1)一倍焦距分虚实一倍焦距分虚实；(2)二倍焦距分大小；二倍焦距分大小；(3)实像总是异侧倒实像总是异侧倒；(4)虚像总是同侧正；虚像总是同侧正；(5)成实像，物近像远成实像，物近像远像变像变大；大；(6)成虚像，物近像近成虚像，物近像近像变像变小。小。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知例 1 中考中考金昌金昌 吴江小组进行吴江小组进行“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”实验，实验桌上备有带支架的蜡烛、

13、光屏、一个凸透实验，实验桌上备有带支架的蜡烛、光屏、一个凸透镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具镜、平行光光源（接通电源后可发出平行光）、光具座等器材，他们进行了如下操作并得出了相关结论。座等器材，他们进行了如下操作并得出了相关结论。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(1)如图如图4 甲所示，让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置甲所示，让平行光光源正对着凸透镜照射，把光屏置于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一于另一侧，改变光屏与凸透镜间的距离，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距是 _cm。10.0知知1 1讲讲感悟新知

14、感悟新知思路导引：思路导引：平行光线经凸透镜折射后在光屏上出现一个平行光线经凸透镜折射后在光屏上出现一个最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点最小最亮的光斑即为凸透镜的焦点处，焦点到凸透镜的距离为到凸透镜的距离为60.0 cm-50.0 cm=10.0 cm，则凸透镜的焦距是则凸透镜的焦距是10.0 cm。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(2)将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏将蜡烛、透镜和光屏放在光具座上，并使烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在三者的中心大致在_。同一高度同一高度知知1 1讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：蜡烛、凸透镜、光屏，三者在同一条直线上，蜡烛、凸透

15、镜、光屏，三者在同一条直线上，烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高烛焰、透镜和光屏三者的中心大致在同一高度，像才能成在光屏的中心。度，像才能成在光屏的中心。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(3)吴江小组按照实验步骤做了四次实验，如图乙所示是第一次吴江小组按照实验步骤做了四次实验，如图乙所示是第一次实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。实验中蜡烛、透镜和光屏的位置。实验序号实验序号 物距物距u/cm像距像距v/cm像的性质像的性质1401322020倒立、等大的实像倒立、等大的实像31340倒立、放大的实像倒立、放大的实像46无无正立、放大的虚像正立、放大的虚像知知1 1讲讲感悟新知感悟新知吴江小组忘了

16、记录第吴江小组忘了记录第1 次像的性质，表格中标有次像的性质，表格中标有“”的位的位置像的性质是置像的性质是_；当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光当烛焰从远处靠近透镜时，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应屏应_(填填“远离远离”或或“靠近靠近”)透镜；透镜；第第4 次实验中，光屏上接收不到像；在透镜的右侧观察，看次实验中，光屏上接收不到像；在透镜的右侧观察，看到的像在透镜的到的像在透镜的_(填填“左左”或或“右右”)侧。侧。倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像远离远离左左知知1 1讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：已知凸透镜的焦距是已知凸透镜的焦距是10.0 cm；根据表中序

17、号；根据表中序号为为1 的数据可知，的数据可知，40 cm 2f，2f 13 cm f，所以成倒立、缩小的实像；光屏上仍然得到所以成倒立、缩小的实像；光屏上仍然得到清晰的像说明凸透镜成实像，凸透镜成实像时，清晰的像说明凸透镜成实像，凸透镜成实像时，物距减小，像距增大，所以当烛焰从远处向透物距减小，像距增大，所以当烛焰从远处向透镜靠近时，光屏应向远离凸透镜的位置移动。镜靠近时，光屏应向远离凸透镜的位置移动。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知由凸透镜成像规律可知，此时物体处于一倍焦距之内时，由凸透镜成像规律可知，此时物体处于一倍焦距之内时，成的是正立、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想成的是正立、

18、放大的虚像，而且物像在同一侧，因此要想看到这个像，应从凸透镜的右侧（在光屏一侧）透过凸透看到这个像，应从凸透镜的右侧（在光屏一侧）透过凸透镜去观察，看到的像在透镜的左侧。镜去观察，看到的像在透镜的左侧。知知1 1练练感悟新知感悟新知1.中考中考甘孜州甘孜州 在在“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”的实验中，的实验中，凸透镜的焦距是凸透镜的焦距是10 cm，按照实验要求安装好实验器材，按照实验要求安装好实验器材，如图如图5 所示。所示。知知1 1练练感悟新知感悟新知(1)点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图示位置时，移动光屏，点燃蜡烛，当蜡烛、凸透镜在图示位置时，移动光屏，在光屏上在光屏上_(填填“

19、能能”或或“不能不能”)得到清晰的像。得到清晰的像。(2)保持凸透镜位置不变，将光屏移回至保持凸透镜位置不变，将光屏移回至50 cm 刻度处，把刻度处，把蜡烛移至蜡烛移至15 cm 刻度处后，再将光屏向刻度处后，再将光屏向_(填填“左左”或或“右右”)移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的移动到适当位置，能在光屏上得到清晰的_(填填“正立正立”或或“倒立倒立”)、_(填填“放大放大”或或“缩小缩小”)的像。的像。不能不能右右倒立倒立放大放大知知1 1讲讲感悟新知感悟新知1.关注关注物距的特殊物距的特殊点点一倍一倍焦距分虚实，二倍焦距分虚实，二倍焦距焦距分大小分大小。f 是实像和虚像的是实像和虚像

20、的分界点分界点。uf，成实像；，成实像；u2成，成，f缩小的实缩小的实像像；fuv，则成倒立、，则成倒立、缩小的缩小的实像；实像；若若uv，则成倒立、，则成倒立、放大的放大的实像；实像；若若u=v，则成倒立、等，则成倒立、等大的大的实像。实像。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知例2 中考中考连云港连云港 在探究在探究“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实的实验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，验中，下表是小华同学实验时记录的几组数据，根据表中数据完成下列问题：根据表中数据完成下列问题：实验次数实验次数物距物距u/cm像距像距v/cm成像性质成像性质13015倒立、缩小实像倒立、缩小实像2202

21、0倒立、等大实像倒立、等大实像315倒立、放大实像倒立、放大实像知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(1)此凸透镜的焦距为此凸透镜的焦距为_ cm。10思路导引：思路导引：由表中第由表中第2 次实验的数据，物距等于像距，物次实验的数据，物距等于像距，物像等大，可知，此时像等大，可知，此时u 2f 20 cm，则，则f 10 cm，即该凸透镜的焦距为，即该凸透镜的焦距为10 cm。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知(2)第第3 次实验中像距为次实验中像距为 _cm，判断依据是，判断依据是_。30光折射时，光路可逆光折射时，光路可逆知知1 1讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：比较比较1、3 实验数据可

22、知，第实验数据可知，第1 次实验的像距等次实验的像距等于第于第3 次实验的物距，因此第次实验的物距，因此第3 次实验的像距次实验的像距等于第等于第1 次实验的物距，即表格中像距数据为次实验的物距，即表格中像距数据为30。判断的依据是：光折射时，光路可逆。判断的依据是：光折射时，光路可逆。知知1 1讲讲感悟新知感悟新知4.判断凸透镜焦距判断凸透镜焦距的方法的方法方法一方法一：利用焦距：利用焦距概念概念。焦点到光心的距离。焦点到光心的距离就是焦距就是焦距；方法二方法二：利用图像。成：利用图像。成等大等大实像时，实像时，u=v=2f；方法三方法三：利用凸透镜：利用凸透镜成像规律成像规律。根据题意列出

23、物距、。根据题意列出物距、像像距距跟焦距之间的关系式，解跟焦距之间的关系式，解不等式不等式获取焦距的范围。获取焦距的范围。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知知识点知识点凸透镜的应用凸透镜的应用放大镜放大镜21.放大镜放大镜 通常选用焦距比较短的凸透镜作为放大镜。通通常选用焦距比较短的凸透镜作为放大镜。通过放大镜人们可以将一些较小的、眼睛看不清的物体过放大镜人们可以将一些较小的、眼睛看不清的物体放大，看得更清楚。放大，看得更清楚。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知2.工作原理工作原理 当物距小于凸透镜的一倍焦距（当物距小于凸透镜的一倍焦距（uf）时，时，凸透镜成凸透镜成_、_的虚像。的虚像。3.使用放大

24、镜时，将物体放在凸透镜的焦点以内使用放大镜时，将物体放在凸透镜的焦点以内，对着，对着凸透镜观察，就可以看到物体正立、放大的虚像。凸透镜观察，就可以看到物体正立、放大的虚像。正立正立放大放大知知2 2讲讲感悟新知感悟新知例 3 中考中考山西山西 小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大小亮在重阳节送给奶奶一个台式放大镜，如图镜，如图6所示，放大镜的焦距为所示，放大镜的焦距为25 cm。奶奶正确。奶奶正确使用这个放大镜看书时使用这个放大镜看书时()A.书与放大镜之间的距离应等于书与放大镜之间的距离应等于25 cmB.书与放大镜之间的距离应小于书与放大镜之间的距离应小于25 cmC.看到的是倒立、放大的虚像

25、看到的是倒立、放大的虚像D.看到的是正立、放大的实像看到的是正立、放大的实像B知知2 2讲讲感悟新知感悟新知思路导引：思路导引：正确使用这个放大镜看书时，放大镜成正立、正确使用这个放大镜看书时，放大镜成正立、放大的虚像，需满足放大的虚像，需满足u f 25 cm，即书与，即书与放大镜之间的距离应小于放大镜之间的距离应小于25 cm，故，故B 正确，正确，A、C、D 错误。错误。5.熟记放大镜的成像规律熟记放大镜的成像规律放大镜：放大镜：利用凸透镜成正立、放大的虚像的规律来工利用凸透镜成正立、放大的虚像的规律来工作。使用时物体要放在凸透镜的一倍焦距以内。成虚像时，作。使用时物体要放在凸透镜的一倍

26、焦距以内。成虚像时，物近像近像变小。物近像近像变小。不同厚度的放大镜，其放大的倍数不相同，不同厚度的放大镜，其放大的倍数不相同，凸透镜越凸透镜越厚，焦距越小，放大倍数越大。厚，焦距越小，放大倍数越大。知知2 2讲讲感悟新知感悟新知课堂小结课堂小结探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律1.1.凸透镜成像规律及其应用：凸透镜成像规律及其应用：物距物距u像的性质像的性质应用应用正倒正倒大小大小虚实虚实像距像距vu2f倒倒缩小缩小实实2fvf照相机、照相机、摄像机摄像机u2f倒倒等大等大实实v2f测焦距测焦距2fuf倒倒放大放大实实v2f投影仪、投影仪、幻灯机幻灯机uf不成像不成像uf正正放大放大虚虚vu放大镜放大镜课堂小结课堂小结探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律2.2.凸透镜成像中物体与像的移动规律：凸透镜成凸透镜成像中物体与像的移动规律：凸透镜成实像时实像时，若凸透镜，若凸透镜不动，物体向上移动，像会向下移动。不动，物体向上移动，像会向下移动。若若物体不动，凸透镜向物体不动，凸透镜向上移动，像也向上移动。上移动，像也向上移动。3.3.凸透镜成像规律：凸透镜成像规律：(如图所示如图所示)