凸透鏡成像規(guī)律講義

1、基礎(chǔ)知識 特點(diǎn)：中間厚邊緣薄 _ 對光線作用：_1.透鏡分類 _：平行于主光軸平行光會聚在主光軸的一點(diǎn)，到光心的距離叫_ 特點(diǎn)：中間薄邊緣厚 _ 對光線作用：_ _：平行于主光軸的光線折射后方向延長線在主光軸的點(diǎn)2.物距和像距：物距是物體到凸透鏡光心的距離，用u表示；像距是像到凸透鏡光心的距離，用v表示3. 做出下面的光路圖練一練1下列圖所示的透鏡對光線起什么作用 圖12在下列圖2中各圖的方框內(nèi)填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件圖23觀察現(xiàn)象，完成下列光路圖FFFFFFOOOFFFFFFOOO4完成下列關(guān)于透鏡的光路：FFFFFFFFFF2f2fFFFFFFFFFFFFFFFF5下列兩透鏡組合中都有一個焦距是

2、重合的，請畫出經(jīng)過兩透鏡的光路。1.實(shí)驗(yàn) 為了研究各種猜想，人們經(jīng)常用光具座進(jìn)行試驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使他們的中心與燭焰中心盡量保持在同一水平高度上，以保證燭焰的像能成在光屏的中央。（2）實(shí)驗(yàn)過程中，保持凸透鏡位置不變，改變蠟燭或光屏與凸透鏡的距離，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)作透鏡成像光路：將蠟燭置于2倍焦距以外，觀察現(xiàn)象將蠟燭置于2倍焦距和1倍焦距之間，觀察現(xiàn)象將蠟燭置于一倍焦距以內(nèi)，觀察現(xiàn)象作凸透鏡成像光路5進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)（3-5次，尋找實(shí)驗(yàn)的普遍規(guī)律）實(shí)驗(yàn)研究凸透鏡的成像規(guī)律是：當(dāng)物距在一倍焦距以內(nèi)時，得到正立、放大的虛像；在一倍焦距到二倍焦距之間時得到倒立、放大的

3、實(shí)像；在二倍焦距以外時，得到倒立、縮小的實(shí)像。1)、實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時點(diǎn)燃蠟燭，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度，目的是：使?fàn)T焰的像成在光屏中央。若在實(shí)驗(yàn)時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有：蠟燭在焦點(diǎn)以內(nèi)；燭焰在焦點(diǎn)上燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度；蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距，成像在很遠(yuǎn)的地方，光具座的光屏無法移到該位置。2)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（凸透鏡成像規(guī)律） f分虛實(shí),2f大小,實(shí)倒虛正。如下表：物距條件像的性質(zhì)像的位置應(yīng)用舉例倒/正放/縮實(shí)/虛跟物體的位置像距條件u > 2f倒立縮小實(shí)像異側(cè)f<u<2f照相機(jī)u = 2f倒立等大實(shí)像異側(cè)u = 2f

4、找焦點(diǎn)f<u<2f倒立放大實(shí)像異側(cè)u > 2f投影儀u= f不成像找焦點(diǎn)u <f正立放大虛像同側(cè)放大鏡寫出下面光路圖中物距與焦距和像距三者之間的關(guān)系：像距(v)f<v<2fv=2fv>2f與物同側(cè) ¥-0 2.改變像的大小的方法 當(dāng)物體放在離透鏡1倍焦距以外的地方，物體通過透鏡成倒立的實(shí)像，物距越大，像距越小，像越小；反之物距越小，像距越大，像越大3.虛像和實(shí)像（1）光線經(jīng)過光學(xué)元件的反射或折射后，實(shí)際光線會聚到一點(diǎn)，則所成的像是實(shí)像，光線經(jīng)過光學(xué)元件的反射或折射后，實(shí)際光線發(fā)散，反向延長線相交于一點(diǎn)，所成的像是虛像。（2） 實(shí)像即能呈現(xiàn)在光

5、屏上，也能用眼睛直接觀看；虛像只能用眼睛觀看，而不能呈現(xiàn)在光屏上（3） 虛像和實(shí)像都既可以因反射而形成，也可以因折射而形成。4凸透鏡成像光路圖2F F2FF典型例題知識點(diǎn)1 透鏡的焦距測法（1） 平行光聚焦法實(shí)驗(yàn)器材：凸透鏡、白紙、刻度尺實(shí)驗(yàn)方法：取出要測定焦距的凸透鏡，正對著太陽光，再把一張紙放在它的另一側(cè)，來回移動，觀察光斑（亮點(diǎn)）的變化。調(diào)整凸透鏡的位置，讓光斑變得最小、最亮。用刻度尺量出光斑到凸透鏡中心的距離，記錄下來。再重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)2次，求3次測得距離的平均值，即為此凸透鏡的焦距。（2） 二倍焦距法實(shí)驗(yàn)器材：光具座、燈泡、凸透鏡、光屏、刻度尺實(shí)驗(yàn)方法：將燈泡、凸透鏡、光屏三者中心放在

6、同一高度上，來回移動燈泡和光屏，直到光屏上形成倒立的、等大的實(shí)像，用刻度尺測出燈泡或光屏到凸透鏡中心的距離u或v，則f=u/2=v/2。重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)2次，求3次測得距離的平均值，即為此凸透鏡的焦距?！纠?】在做“探究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)中 （1）將凸透鏡正對太陽光，在透鏡的另一側(cè)移動光屏，在距透鏡10cm處，屏上呈現(xiàn)出最小最亮的光斑，則此凸透鏡焦距約是_cm。（2）小莉同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)燭焰在光屏上的像偏高，如圖所示，若要使?fàn)T焰成像在光屏中心，只調(diào)節(jié)光屏，應(yīng)將光屏向_（填“上”、“下”）調(diào)節(jié)。 知識點(diǎn)2 凸透鏡成像規(guī)律的探究 【例1】將一支點(diǎn)燃的蠟燭放在一個凸透鏡前30cm處，在透鏡另

7、一側(cè)的光屏上得到清晰等大的像。 若把蠟燭從原來的位置向此透鏡方向移動20cm，則此時蠟燭經(jīng)該透鏡所成的像是（    ） A放大的虛像 B等大的虛像 C縮小的實(shí)像 D縮小的虛像【例2】在觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，保持凸透鏡位置不變，如圖5所示是物體放在A點(diǎn)的成像圖。將物體分別放在B、C、D點(diǎn)，前后移動光屏，觀察在_點(diǎn)，光屏上出現(xiàn)放大、倒立的像；在_點(diǎn)，光屏上不會出現(xiàn)像。 【例3】如圖6為凸透鏡成像的示意圖.由于不慎將透鏡的上沿摔掉一塊（圖中陰影部分），則所成 的像將（ ） A.像的A部分消失了 B.像的B部分消失了C.成像的效果不受影響 D.像AB是完整的，亮度變暗

8、【例4】在用光具座研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中：(1)測量凸透鏡的焦距如圖7所示，則該凸透鏡的焦距為_cm(2)將蠟燭、凸透鏡、光屏依次放在光具座上點(diǎn)燃蠟燭后，調(diào)節(jié)燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在_上當(dāng)燭焰距凸透鏡30cm時，移動光屏，可在光屏上得到一個 圖7(3) 清晰的倒立、_的實(shí)像 【例5】小宇在做“探究凸透鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖如圖8所示。a、b、c、d、e 是主光軸上的五個點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)和2F點(diǎn)分別是凸透鏡的焦點(diǎn)和二倍J距點(diǎn)。（l）在a、b、c、d、e五個點(diǎn)中：把燭焰放在_點(diǎn)上，可以成正立、放大的虛像。把燭焰放在_點(diǎn)上，所成的像最小。把燭焰放在_點(diǎn)上是屬于照相機(jī)原理。把燭焰放在_

9、點(diǎn)上是屬于投影儀原理。（2） 小字做完實(shí)驗(yàn)后，又想用手表代替蠟燭，看在光屏上能成什么樣的像。于是他在透明的玻璃板上用黑色筆畫了個手表盤，如圖8（甲）所示。把這個玻璃板放在蠟燭的位置上，并用平行光源對著玻璃板上的表盤照射，如圖8（乙）所示。移動光屏直到成清晰像為止。此時表盤在光屏上所成的像是圖8（丙）中的哪一個？ 圖8知識點(diǎn)3 透鏡的成像應(yīng)用【例1】蠟燭放在離凸透鏡40cm的光主軸時，在透鏡另一側(cè)的光屏上得到清晰放大的像。若把蠟燭在原來位置向遠(yuǎn)離透鏡方向移動40cm，則所成清晰的像一定是（ ） A、虛像 B、放大的 C、正立的 D、縮小的 【例2】在“研究凸透鏡成像規(guī)律”時，將凸透鏡、蠟燭和光屏

10、放在如圖9甲所示的光具座上進(jìn)行(凸透鏡的焦距已知)：（1）若在圖中C位置上放置光屏，則B位置上應(yīng)放置 ；（2）實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)測量物距u和像距，并記錄 的性質(zhì)特點(diǎn)；（3）若燭焰在光屏上所成的像如圖12乙所示，為使像能清晰地呈在光 屏中央，應(yīng)將凸透鏡向 移動(選填“上”或“下”)； 圖9（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)物距在 范圍時，像都能在光屏上承接；當(dāng) 物距在 范圍時，凸透鏡成縮小的像?！纠?】在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中： (1)光具座上應(yīng)放有凸透鏡、光屏和蠟燭， 應(yīng)當(dāng)放在其它兩種器材之間，為了使?fàn)T焰的像能成在光屏中央，要調(diào)整凸透鏡和光屏的高度，使它們的中心 。(2)當(dāng)在光屏上得到一個清晰、縮小的實(shí)像時，說明

11、蠟燭在凸透鏡 ；若想得到一個清晰放大的實(shí)像，蠟燭應(yīng)向 方向移動，同時光屏應(yīng)向 方向移動。像的大小是逐漸 。若無論怎樣移動光屏都不能接收到蠟燭的像，說明蠟燭處于 的范圍了。(3)利用凸透鏡在光屏上已得到燭焰清晰的實(shí)像，此時如果用黑紙遮住透鏡的下半部分，則光屏上的像（ ）A上半部沒有"f B下半部沒有了 C整個像縮小了 D整個像變暗了練一練1、在研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中：(1)實(shí)驗(yàn)所需的儀器有蠟燭、火柴、_ _、_ _、_ _。(2)為了使?fàn)T焰的像成在光屏的中間，要調(diào)整_和_高度，使它們的中心跟_ _的中心大致在 。（3）若透鏡的焦距是15厘米，蠟燭和凸透鏡的位置距離是40cm，調(diào)節(jié)光屏的

12、位置可得到一個清晰的像，這個像的性質(zhì)是_的_的_像。像距的范圍是 。（4）實(shí)驗(yàn)一段時間以后發(fā)現(xiàn)像 （填“變高”、“變矮”），是因?yàn)?。（5）實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)有個螞蟻爬上了凸透鏡的鏡頭，此時在光屏上 （填“會”、“不會”）有螞蟻的像。2.小明利用光具座、凸透鏡（焦距為10cm）、蠟燭、火柴、光屏，做“探究凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)(1)光具座上有A、B、C三個滑塊用于放置凸透鏡、光屏或蠟燭（如圖所示），其中在B上應(yīng) 放置： (2)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)光屏上成像如上右圖，你認(rèn)為造成這種現(xiàn)象的原因是：_(3) 在觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，光屏上已成清晰、縮小的像。當(dāng)燭焰向透鏡靠近時，仍要在光屏上得到清晰的像，則光屏應(yīng)向_

13、透鏡的方向移動（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）。(4) 若在觀察凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，光屏上已成清晰、縮小的像。要較快在光屏上形成一個放大的像，你認(rèn)為該怎么做？接著小明用不透光的紙板遮擋住凸透鏡的上半邊，然后前后移動光屏，他_(填“能”或“不能”)在光屏上看到完整的像像的亮度變_（填“暗”或“亮”）。小結(jié)課后作業(yè)一、填空題1、凸透鏡的鏡片中央比邊緣_，對光線有_作用；凹透鏡的鏡片中央比邊緣_，對光線有_作用。2、常用體溫計的刻度部分為三棱體，橫截面如右圖，其正面呈圓弧形，這樣就可看清體溫計內(nèi)極細(xì)的水銀柱，以便于讀數(shù)，這是因?yàn)閳A弧形玻璃的作用相當(dāng)于_ ，使我們能看到水銀柱 的_ _的 像。3、 在研究凸透

14、鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)燭焰距凸透鏡6厘米時，可以在光屏上成一個放大的像，移動蠟燭使它距透鏡12厘米時，調(diào)整光屏，_（填“能”、“不能”）在光屏上得到清晰的像，若能得到像，那么成的是_、_的_像。4、將點(diǎn)燃的蠟燭沿凸透鏡的主軸，從大于二倍焦距處逐漸向透鏡移動時，在光屏上可先觀察到_、_的實(shí)像，當(dāng)蠟燭移到距凸透鏡二倍焦距時可觀察到_、_的實(shí)像，接著移動蠟燭可觀察到_、_的實(shí)像，最后在光屏上觀察不到像了，可在凸透鏡的另一側(cè)觀察到_、_的虛像。5、某同學(xué)拿了一個焦距為15 cm的凸透鏡，要想觀察細(xì)小的物體，應(yīng)將物體放在凸透鏡下方距凸透鏡_ 的范圍內(nèi)，要使此時的像放大一點(diǎn)，可以將凸透鏡往 （填“上”或者“下

15、”）移一點(diǎn)；要想用它得到放大的實(shí)像，物體到凸透鏡的距離應(yīng)該在_ _ _范圍內(nèi)，此時像的位置在距離凸透鏡_ _ _的范圍內(nèi)；要想用它得到縮小的實(shí)像，物體到凸透鏡的距離應(yīng)該_ _，此時像的位置在距離凸透鏡_ _的范圍內(nèi)。6.在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中。(1)實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在_。(2)所用凸透鏡的焦距為10 cm。某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。次數(shù)物體到凸透鏡的距離/cm像到凸透鏡的距離/cm像的大小(放大或縮小)像的正倒13015縮小倒22020等大倒31435放大倒410/不成像/58/放大正 分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知_、_、_。 在第5次實(shí)驗(yàn)中，從_一側(cè)透過透

16、鏡看到在_一側(cè)放大的像。二、選擇題1.小華在光具座上做“研究凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)光屏、透鏡及燭焰的相對位置如圖4所示時，恰能在光屏上得到一個清晰的像。則他所用凸透鏡的焦距;A一定大于20cm                   B一定小于8cm;C一定在10cm到16cm之間;          D一定在8cm到10cm之間2.將一個凸透鏡正對著太陽光，在距凸透鏡20 cm的紙上接到一個很小的亮斑，當(dāng)將一個物體放在距這個透鏡50 cm處時，在凸

17、透鏡的另一側(cè)可以得到 （ ）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、縮小的實(shí)像3. 房間內(nèi)的人通過防盜門上的貓眼可以看到外面的人，而外面的人卻不能看到房間里面的人，貓眼外 側(cè)和內(nèi)側(cè)分別相當(dāng) （ ）A、凸透鏡 凹透鏡 B、凹透鏡 凸透鏡 C、凹透鏡 凹透鏡 D、凸透鏡 凸透鏡4. 在凸透鏡前有一物體，當(dāng)它沿主光軸向凸透鏡方向移動20厘米，則它所對應(yīng) 像卻遠(yuǎn)離凸透鏡移動30厘米，那么物體移動的范圍可能是 （ ） A、在凸透鏡一倍焦距內(nèi)移動 B、在凸透鏡兩倍焦距外移動 C、在凸透鏡一倍焦距與兩倍焦距之間移動 D、在凸透鏡兩倍焦距外向一倍焦距與兩倍焦距之間移動 5. 燭焰通過

18、凸透鏡成一個倒立放大的像，如果保持凸透鏡的位置不變，將蠟燭和光屏的位置相互交換， 那么： （ ）A、光屏上能得到一個倒立放大的像 B、光屏上能得到一個倒立縮小的像C、光屏上不一定能得到像 D、光屏上能得到一個像，但是像的性質(zhì)不能確定。6. 一個物體在凸透鏡前的主光軸上，在凸透鏡另一側(cè)的光屏上形成該物體的明亮、清晰的實(shí)像，當(dāng)用不透光的物體遮住凸透鏡的上半部分后，物體此時在光屏上形成的像是 （ ） A.只有上半部分，亮度不變 B.只有下半部分，亮度不變 C.與原來相同，亮度不變 D.與原來相同，亮度變暗 三、鏈接中考1（11·南京）如圖所示，用焦距為l0cm的凸透鏡，觀察一張印有2014年南京青奧 會會徽的圖片，此時圖片到凸透鏡的距離應(yīng)（ ）A大于10cm小于20cm B等于20cmC小于10cm D大于20cm2（11·雅安）夏天的早晨，樹葉上常常會有一些露珠，透過露珠看樹葉，葉脈會變大，而且更清晰，這是因?yàn)槁吨橄喈?dāng)于一個“放大鏡”，這種情形下，葉脈應(yīng)位于“放大鏡”的 （ ）A焦距以內(nèi)B焦距和二倍焦距之間C二倍焦距處D二倍焦距以外3（12·蕪湖）物體從距離、凸透鏡12cm移到距凸透鏡18cm的過程中，調(diào)整光屏的位置，總能在光屏上得到倒立放大的像，由此可知，次凸透鏡的焦距可能是A6cm