第5節(jié)

科學(xué)探究：凸透鏡成像八年級(jí)物理上冊(cè)?教科版第四章—光的世界

教學(xué)引入11700多年前，古書《博物志》記載了用冰取火的方法:“削冰令圓，舉以向日，以艾于后承其影，則得火?！边@是我國(guó)古人創(chuàng)造的神奇。用冰取火思考一下：你知道這其中的原理嗎？

認(rèn)識(shí)透鏡

2透鏡1.定義：利用折射改變光線傳播方向的一種透明光學(xué)元件。透鏡是折射鏡，其折射面是兩個(gè)球面，或一個(gè)球面和一個(gè)平面的透明體。

認(rèn)識(shí)透鏡

22.材質(zhì)樹(shù)脂材質(zhì)玻璃材質(zhì)水材質(zhì)

認(rèn)識(shí)透鏡

23.分類①凸透鏡：中間厚，邊緣薄的透鏡。凸透鏡的符號(hào)

認(rèn)識(shí)透鏡

2②凹透鏡：中間薄，邊緣厚的透鏡。凹透鏡的符號(hào)

主光軸C1C2主光軸通過(guò)兩個(gè)球面球心的直線叫做主光軸，簡(jiǎn)稱主軸。透鏡厚度凸透鏡認(rèn)識(shí)透鏡

2C2C1

主光軸凹透鏡認(rèn)識(shí)透鏡

2

光心（o）透鏡的幾何中心，主光軸上的一點(diǎn)，通過(guò)這點(diǎn)的光的傳播方向不變。C1C2主光軸凸透鏡光心O

認(rèn)識(shí)透鏡

2

透鏡對(duì)光的作用【視頻欣賞】凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用透鏡對(duì)光的作用

3

透鏡對(duì)光的作用

3【視頻欣賞】

透鏡對(duì)光的作用

3光線偏離原傳播方向，向主光軸靠攏的情況。光線偏離原傳播方向，向遠(yuǎn)離主光軸方向偏轉(zhuǎn)的情況。會(huì)聚發(fā)散主光軸光心O主光軸光心O

透鏡對(duì)光的作用

31.焦點(diǎn)(F)凸透鏡能使跟主光軸平行的光會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫做凸透鏡的焦點(diǎn)。OF凸透鏡有兩個(gè)實(shí)焦點(diǎn)實(shí)焦點(diǎn)【視頻欣賞】

透鏡對(duì)光的作用

3利用太陽(yáng)光找焦點(diǎn)

透鏡對(duì)光的作用

3凸透鏡的焦距越小，使光偏折得越明顯，對(duì)光的會(huì)聚能力越強(qiáng)。思考一下：凹透鏡有焦點(diǎn)嗎？

透鏡對(duì)光的作用

3Ff焦距F虛焦點(diǎn)凹透鏡有兩個(gè)虛焦點(diǎn)。【視頻欣賞】

透鏡對(duì)光的作用

32.焦距(f)：焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距。OFf焦距主光軸焦點(diǎn)

透鏡三條特殊光線

41.第一條特殊光線穿過(guò)光心的光線傳播方向不改變。2.第二條特殊光線平行于主光軸入射凸透鏡的光線過(guò)對(duì)側(cè)的焦點(diǎn)出射。3.第三條特殊光線過(guò)焦點(diǎn)入射的光線平行于主光軸出射。凸透鏡的三條特殊光線

透鏡三條特殊光線

4凹透鏡的三條特殊光線1.第一條特殊光線穿過(guò)光心的光線傳播方向不改變。2.第二條特殊光線平行于主光軸入射凹透鏡的光線折射光線的反向延長(zhǎng)線過(guò)同側(cè)焦點(diǎn)。3.第三條特殊光線對(duì)準(zhǔn)異側(cè)焦點(diǎn)入射的光線，折射光線平行于主光軸出射。

探究凸透鏡成像的規(guī)律5箭頭變大箭頭變小思考一下：為什么會(huì)這樣？【視頻欣賞】

探究凸透鏡成像的規(guī)律5觀察將一個(gè)放大鏡分別靠近觀察書本和遠(yuǎn)處的樓房，看看有什么不同的情況？放大鏡離書本近放大鏡離樓房遠(yuǎn)成正立、放大的像成倒立、縮小的像相同的放大鏡為什么會(huì)成不同的像呢，其成像的規(guī)律是什么呢？

探究實(shí)驗(yàn)：凸透鏡成像的規(guī)律【提出問(wèn)題】凸透鏡成像的大小、正倒與什么因素有關(guān)?【猜想與假設(shè)】①可能與物體到透鏡的距離有關(guān)。②可能與凸透鏡的焦距有關(guān)。③像的正倒很可能跟它與物體是否在同側(cè)有關(guān)。物距(u):物體到凸透鏡光心的距離;像距(v):像到凸透鏡光心的距離。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

【設(shè)計(jì)思路】【實(shí)驗(yàn)器材】不改變凸透鏡焦距，改變物距，觀察、記錄像的正倒、大小、虛實(shí)以及像距。光源、凸透鏡、光屏、光距座。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

安裝好凸透鏡與光屏，使發(fā)光物和光屏分別置于在凸透鏡________；點(diǎn)亮發(fā)光物，調(diào)節(jié)高度，使凸透鏡中心、光屏中心、發(fā)光中心大致在___________，這樣目的是使像成在____________。兩側(cè)同一高度光屏中央【安裝調(diào)節(jié)】探究凸透鏡成像的規(guī)律5

保持凸透鏡不動(dòng)，使光源從距離凸透鏡較遠(yuǎn)處逐漸靠近凸透鏡，隨之調(diào)節(jié)光屏到凸透鏡的距離，使光屏上成清晰像。分別測(cè)量出成像時(shí)的物距和像距，觀察像的大小、正倒。移動(dòng)光源的過(guò)程中，選取若千個(gè)位置，并調(diào)整光屏位置，觀察成像的情況?！緦?shí)驗(yàn)過(guò)程】探究凸透鏡成像的規(guī)律5【視頻欣賞】

物距u/cm像的性質(zhì)像距v/cm正倒大小虛實(shí)30倒立縮小實(shí)像16.520倒立等大實(shí)像20.515倒立放大實(shí)像36.210不成像6正立放大虛像f=10cm【數(shù)據(jù)分析】物距與焦距的關(guān)系

像的性質(zhì)像距v正倒大小虛實(shí)u＞2f倒立縮小實(shí)像f＜v＜2fu=2f等大v=2ff＜u＜2f放大v＞2fu=fu＜f正立放大虛像不能成像探究凸透鏡成像的規(guī)律5

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】一焦分虛實(shí)，二焦分大小。實(shí)像異側(cè)倒，虛像同側(cè)正。實(shí)像：物近像遠(yuǎn)像變大;虛像：物近像近像變小。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

【交流與評(píng)估】將光源從很遠(yuǎn)的地方逐漸向凸透鏡靠近，觀察在這個(gè)過(guò)程中，光源經(jīng)過(guò)哪個(gè)位置以后，所成實(shí)像由縮小變成放大，經(jīng)過(guò)哪個(gè)位置以后由實(shí)像變成虛像。向同學(xué)陳述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，共同討論交流透鏡成什么像，取決于物體上各點(diǎn)發(fā)出的光經(jīng)透鏡后的走向。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

1.像的虛實(shí)

凸透鏡成實(shí)像和成虛像的條件是什么？當(dāng)u＞f時(shí)時(shí)，物體成實(shí)像；當(dāng)u＜f時(shí)，物體成虛像。即u=f是成虛像和實(shí)像的分界點(diǎn)。實(shí)像虛像f探究凸透鏡成像的規(guī)律5

當(dāng)u＞2f時(shí)時(shí)，物體成縮小的像；當(dāng)u＜2f時(shí)，物體成放大的像。即u=2f是成像大小的分界點(diǎn)。縮小像放大像2f2.像的大小

凸透鏡成像大小的條件是什么？探究凸透鏡成像的規(guī)律5

3.像的正倒

凸透鏡成正立和成倒立的像的條件？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。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

4.物距、像距與像的大小關(guān)系ＡＢＡ＇Ｂ＇當(dāng)物距＜相距時(shí)當(dāng)物距＞相距時(shí)ＡＢＡ＇Ｂ＇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。探究凸透鏡成像的規(guī)律5

5.像和像距隨物距的變化規(guī)律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。探究凸透鏡成像的規(guī)律5【視頻欣賞】

凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用6凸透鏡的成像規(guī)律是設(shè)計(jì)光學(xué)儀器的依據(jù)之一，利用這個(gè)規(guī)律，人們有許多發(fā)明、創(chuàng)造，使我們的生活更加美好。放大鏡就是凸透鏡，它可以將較小的物體“放大”。放大鏡呈現(xiàn)的是物體正立、放大的虛像。1.放大鏡放大鏡成像原理圖

凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用6①成像原理：

物距u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，像距f＜v＜2f。

2.照相機(jī)照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，被拍物體成像在相機(jī)內(nèi)感光元件上。f＜u＜2f【視頻欣賞】

凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用6②照相機(jī)的調(diào)節(jié)物距不變，改變焦距，可以改變像的大小。a.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。b.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6拍合照時(shí)如何能將全部同學(xué)一起拍上？將鏡頭遠(yuǎn)離物體，增大物距。

凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用63.投影儀投影儀原理：當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，像距v>2f。

投影儀成像原理圖

課堂練習(xí)71.下列關(guān)于實(shí)像的說(shuō)法，正確的是（）A．眼睛能看見(jiàn)的像是實(shí)像 B．凸透鏡成的像是實(shí)像 C．能在光屏上得到的像是實(shí)像 D．與物體一樣大小的像是實(shí)像C

課堂練習(xí)72.凸透鏡的焦距為10cm，把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在凸透鏡前26cm處，在凸透鏡的另一側(cè)移動(dòng)光屏位置，找到一個(gè)清晰的燭焰的像，這個(gè)像是圖中的（）DA．B．C．D．

3.把帶雙箭頭的圖片放在圓柱形透明玻璃杯后適當(dāng)位置并在玻璃杯中加入適量的水，看到的情景如圖所示，圖甲與_______，圖乙與_______光學(xué)儀器成像的原理相同（兩空均選填“照相機(jī)”、“投影儀”、“放大鏡”或“近視眼鏡”）。課堂練習(xí)7放大鏡照相機(jī)

課堂練習(xí)74.

在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，所用凸透鏡焦距為10cm，當(dāng)蠟燭從如圖所示的A位置逐漸移到B位置的過(guò)程中，像距及其像的變化情況是（）A．像距增大，像變大 B．像距減小，像變大 C．像距減小，像變小 D．像距增大，像變小A

認(rèn)識(shí)透鏡課堂小結(jié)8透鏡對(duì)光的作用透鏡