第第頁教科版物理八年級上冊4.5.科學(xué)探究：凸透鏡成像課件(共40張PPT)(共40張PPT)

5.科學(xué)探究：凸透鏡成像

課程講授

新課導(dǎo)入

本課小結(jié)

我來闖關(guān)

素養(yǎng)目標(biāo)

1.能正確區(qū)分凸透鏡和凹透鏡，理解凸透鏡、凹透鏡對光的作用。

2.能正確在圖中標(biāo)出凸透鏡的主光軸、光心、焦點和焦距。

3.說出凸透鏡成像規(guī)律，認(rèn)識凸透鏡成像的虛實、倒立、大小與物體位置的關(guān)系。

4.嘗試根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律，解釋常見光學(xué)儀器的工作原理。

早在1600多年前，張華(232～300)在《博物志》中記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾于后承其影，則得火。”

取火所用的冰塊是什么形狀呢？

一、認(rèn)識透鏡

1．透鏡的種類

（1）凸透鏡：上都厚，邊緣薄的透鏡。老花鏡、放大鏡、照相機(jī)的鏡頭、望遠(yuǎn)鏡的物鏡都是凸透鏡。

（2）凹透鏡：上都薄，邊緣厚的透鏡。近視眼鏡就是凹透鏡。

一、認(rèn)識透鏡

2．光心與主光軸

（1）光心：透鏡的中心

（2）主光軸：透鏡上通過兩個球心的直線叫做主光軸。

主光軸

O1

O2

光心(O)

O

O1

O2

主光軸

光心(O)

光穿過三棱鏡時，向厚的地方偏折兩次。

請大致畫出平行光束通過兩個三棱鏡組合時的傳播方向。

討論：凸透鏡對平行光有何作用？

凹透鏡對平行光有何作用？

觀察：透鏡對光的作用

一、認(rèn)識透鏡

3．透鏡對光的作用（光從空氣射入透鏡時）

（1）凸透鏡對光有會聚作用

（2）凹透鏡對光有發(fā)散作用

O

F

F

O

F

F

一、認(rèn)識透鏡

4．凸透鏡的焦點和焦距

（1）焦點F:平行于主光軸的光經(jīng)凸透鏡折射后的會聚點

（2）焦距f:焦點到光心的距離。

（3）凸透鏡兩側(cè)各有一個實焦點，焦距相等。

O

F

F

一、認(rèn)識透鏡

5．凹透鏡的焦點和焦距

（1）焦點：平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡發(fā)散后，折射光線反向延長線在主光軸上的會聚點，它不是實際光線的會聚點。

（2）焦距：焦點到光心的距離。

（3）凹透鏡兩側(cè)各有一個虛焦點，焦距相等。

O

F

F

一、認(rèn)識透鏡

討論：凸透鏡對光有會聚作用，經(jīng)凸透鏡折射后的光線都是會聚的光線嗎？

6．凸透鏡對光有會聚作用是指經(jīng)凸透鏡折射后的折射光線比原來的入射光線更會聚了，并非指經(jīng)凸透鏡折射后的光線都是會聚的光線。

F

F

F

F

一、認(rèn)識透鏡

討論：凹透鏡對光有發(fā)散作用，經(jīng)凹透鏡折射后的光線都是發(fā)散的光線嗎？

7．凹透鏡對光有發(fā)散作用是指經(jīng)凹透鏡折射后的折射光線比原來的入射光線更發(fā)散了，并非指經(jīng)凹透鏡折射后的光線都是發(fā)散的光線。

F

F

一、認(rèn)識透鏡

8．凸透鏡的三條特殊光線

①通過光心的光線傳播方向不變。

②平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射后通過焦點。

③經(jīng)過凸透鏡焦點的光線折射后平行于主光軸射出。

O

F

F

O

F

F

O

F

F

一、認(rèn)識透鏡

9．凹透鏡的三條特殊光線

①通過光心的光線傳播方向不變。

②平行于主光軸的光線經(jīng)凹透鏡折射后其折射光線的反向延長線通過焦點。

③射向凹透鏡對側(cè)焦點的光線折射后平行于主光軸射出。

O

F

F

O

F

F

O

F

F

一、認(rèn)識透鏡

討論：太陽光可以看作平行光，如何利用太陽光測量凸透鏡的焦距？

10．太陽光聚焦法測量焦距：將凸透鏡正對太陽，把一張紙放在它的另一側(cè)，調(diào)節(jié)透鏡到紙面的距離，直到在紙面得到一個最小最亮的光斑，測量該光斑到透鏡光心的距離，即為焦距。

凸透鏡的焦點是射向透鏡光束的能量聚集點

1．香水的主要成分是易燃酒精．如圖所示為四瓶香水，透明玻璃瓶蓋形狀各異，最容易在陽光下引發(fā)火災(zāi)的是（）

ABCD

2．要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光，應(yīng)把小燈泡放在（）

A.凸透鏡前任意位置

B.凸透鏡的焦點上

C.凹透鏡前任意位置

D.凹透鏡的焦點上

放大鏡能成正立的像

放大鏡也能成倒立的像

二、實驗探究：凸透鏡成像的規(guī)律

（一）提出問題：像的實虛、大小、正倒有什么關(guān)系？

（二）猜想與假設(shè)：像的實虛、大小、正倒可能與物體到透鏡的距離有關(guān)。

1．物距與像距

（1）物距：物體到光心的距離，用u表示。

（2）像距：像到光心的距離，用v表示。

u

v

（三）設(shè)計實驗：

(1)實驗器材：蠟燭、凸透鏡、光屏、光具座、（刻度尺）

(2)實驗步驟：①將蠟燭、凸透鏡、光屏依次安裝在光具座上，點燃蠟燭，調(diào)節(jié)三者高度，使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。

②先把蠟燭放在離透鏡較遠(yuǎn)的地方，然后逐漸向透鏡移動。選取若干個位置，調(diào)整光屏的位置，觀察并記錄成像的情況及物距和像距的大小。

（三）設(shè)計實驗：

(3)設(shè)計統(tǒng)計數(shù)據(jù)的方法：列表法

實驗

次數(shù)物距像距像的性質(zhì)物像

位置應(yīng)用

倒正大小虛實

1u＞2f

2u＝2f

3f＜u＜2f

4u＝f

5u＜f

（四）進(jìn)行實驗：

（五）分析論證：

2．凸透鏡的成像規(guī)律

實驗

次數(shù)物距像距像的性質(zhì)物像

位置應(yīng)用

倒正大小虛實

1

2

3

4

5

u＞2ff＜u＜2f倒立縮小實像異側(cè)照相機(jī)

u＝2fu＝2f倒立等大實像異側(cè)測焦距

f＜u＜2fu＞2f倒立放大實像異側(cè)投影儀幻燈機(jī)電影放映機(jī)

u＝f不成像（獲得了平行光）汽車大燈

u＜fv＞u正立放大虛像同側(cè)放大鏡

三、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用

（1）當(dāng)u＞2f時

u＞2f時應(yīng)用：照相機(jī)

（2）當(dāng)u＝2f時

u＝2f時應(yīng)用：測量焦距

（3）當(dāng)f＜u＜2f時

當(dāng)f＜u＜2f時應(yīng)用：幻燈機(jī)、投影儀、電影放映機(jī)

（4）當(dāng)u＝f時

u＝f時應(yīng)用：汽車大燈

（5）當(dāng)u＜f時

u＜f時應(yīng)用：放大鏡

討論：實像與虛像由什么區(qū)別？當(dāng)成實像時，蠟燭靠近凸透鏡的過程中，所成像的位置有何變化？像的大小有何變化？經(jīng)過哪個位置以后由實像變成虛像？

4．實像與虛像的區(qū)別

（1）實像由真正的光會聚而成，實像是能量的聚集，能被光屏承接。

（2）虛像不是實際光線會聚而成的，在像的位置上沒有能量聚集，不能被光屏承接。

（3）無論實像還是虛像均能被眼睛看到，被照相機(jī)捕捉。

5．對凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識

（1）一倍焦距分虛實（u＞f成倒立實像，u＜f成正立虛像）；

（2）二倍焦距分大小（u＞2f成縮小像，u＜2f成放大像）；

（3）無論成實像還是虛像，物體越靠近焦點，所成像越大，像距也越大；

（4）成實像時，u＞v時，成倒立縮小實像；u＜v時，成倒立放大實像；

（5）凸透鏡所成實像都是倒立的，虛像都是正立的；

（6）成實像時物像異側(cè),而成虛像時物像同側(cè)；

（7）成實像時像與物上下左右均顛倒；

討論交流：在如圖所示的實驗中，光屏上出現(xiàn)了清晰的像，則像的形狀為()

5．對凸透鏡成像規(guī)律的認(rèn)識

（8）向上移動物體，像下運(yùn)動；向上移動凸透鏡，像向上運(yùn)動；

（9）若在實驗時，無論怎樣移動光屏，在光屏都得不到像，可能原因為：①蠟燭在焦點以內(nèi)；②燭焰在焦點上；③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不等高、共線；④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．

（10）若實驗中凸透鏡上出現(xiàn)一只昆蟲，光屏上不會出現(xiàn)昆蟲的像，但像的亮度變暗．

課堂小結(jié)

1．某同學(xué)拿著一個凸透鏡正對著太陽光，用一張白紙在透鏡的另一側(cè)來回移動，得到一個最小、最亮的光斑，測得此時光斑到透鏡光心的距離是6㎝，該同學(xué)用此透鏡觀察較小的文字時，看到了正立的較大的字，則較小文字到透鏡的距離（）

A．等于12㎝B．大于6㎝小于12㎝

C．小于6㎝D．大小12㎝

C

我來闖關(guān)

2．在“太空授課”中，女航天員王亞平制造了一個小水球，我們看到了她在水球中的“倒影”，如圖，下列說法正確的是（）

A．“倒影”是光的反射形成的

B．“倒影”不能成在光屏上

C．照相機(jī)是利用這一成像原理制成的

D．若王亞平距水球變遠(yuǎn)，“倒影”會變大

C

3.某物體經(jīng)凸透鏡在光屏上得到一個像，現(xiàn)將透鏡中部遮住不讓光通過，則屏上的像（）

A.缺少中部

B.變小

C.性質(zhì)不變，像變暗

D.變大

C

4.要使小燈泡發(fā)出的光經(jīng)某透鏡后變成平行光，應(yīng)