第3节---凸透镜成像规律.ppt

1 1生活中的凸透镜能成什么样的像？生活中的凸透镜能成什么样的像？倒立、放大的倒立、放大的实像实像倒立、缩小的倒立、缩小的实像实像正立、放大的正立、放大的虚像虚像 一、观察与思考一、观察与思考2 2、在使用时，、在使用时，物体离凸透镜的距离各有何特点？物体离凸透镜的距离各有何特点？思考：思考：凸透镜成像的大小、虚实、正倒与什么有关？凸透镜成像的大小、虚实、正倒与什么有关？第第3 3节节 凸透镜成像规律凸透镜成像规律11 1探究问题：探究问题：二、探究凸透镜成像的规律二、探究凸透镜成像的规律2 2实验方案：实验方案：像的虚实、大小、正倒跟像的虚实、大小、正倒跟物距物距有什么关系？有什么关系？2（1 1）实验器材：）实验器材：烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平直线。烛焰、透镜、光屏三者的中心处于同一水平直线。（2 2）两个物理名词及实验前的调节：）两个物理名词及实验前的调节：凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座凸透镜、蜡烛、光屏、火柴、光具座物物距距（u）像像距距（v）使像成在光屏的正中央！使像成在光屏的正中央！3a a、测定或记录凸透镜的、测定或记录凸透镜的 .b b、将蜡烛、凸透镜和光屏放到、将蜡烛、凸透镜和光屏放到 上，调节三上，调节三者的高度，使者的高度，使 中心中心 中心和中心和 中中心大致在心大致在 。焦距焦距f f光具座光具座烛焰烛焰透镜透镜光屏光屏同一水平直线同一水平直线(3)(3)实验步骤：实验步骤：一定要牢记哟！一定要牢记哟！教师演示教师演示思考：为什么凸透镜要选择思考：为什么凸透镜要选择10-15cm10-15cm的的？使像成在光屏的正中央！使像成在光屏的正中央！便于研究成像规律！便于研究成像规律！实验中实验中f=9cmf=9cm4凸透镜焦距凸透镜焦距f f cmcm物距与焦物距与焦距的关系距的关系物距物距u/cm像的性质像的性质像距像距v/cm虚实虚实大小大小正倒正倒（4 4）探究实验）探究实验,记录数据记录数据5物距物距u u成像的特点成像的特点像距像距v v应用应用正倒正倒缩放缩放虚实虚实U2fU2f倒立倒立缩小缩小实像实像fv2f（vu）照相机照相机U=2fU=2f倒立倒立等大等大实像实像v=2f测焦距测焦距fU2ffU2f倒立倒立放大放大实像实像v2f投影仪投影仪幻灯机幻灯机UfUf正立正立放大放大虚像虚像物像同侧物像同侧（vu）放大镜放大镜U=fU=f不成像不成像平行光测焦距平行光测焦距制作平行光源制作平行光源数据分析得规律数据分析得规律思考：思考：成像时，像距与物距有何规律？成像时，像距与物距有何规律？像与物体谁大，谁的距离就大！像与物体谁大，谁的距离就大！61 1、在、在2f2f以外成什么像以外成什么像?2 2、在、在f f与与2f2f之间之间?3 3、在、在f f以内成什么像以内成什么像?焦点焦点F F是什么的分界线是什么的分界线?2f2f是什么的分界线是什么的分界线?成成倒立倒立、缩小缩小的的实实像像成成倒立倒立、放大放大的的实实像像成成正立正立、放大放大的的虚虚像像实像与虚像实像与虚像实像大与小实像大与小 凸透镜成像规律凸透镜成像规律1 1：7当物距当物距 时，凸透镜成时，凸透镜成倒立、缩小倒立、缩小的的 像像当物距当物距 时，凸透镜成时，凸透镜成倒立、等大倒立、等大的的 像像当物距当物距 时，凸透镜成时，凸透镜成倒立、放大倒立、放大的的 像像当物距当物距 时，凸透镜成时，凸透镜成正立、放大正立、放大的的 像像 凸透镜成像规律凸透镜成像规律1 1：u=2f实实u2f实实实实uf虚虚fu2f如如照相机照相机如如幻灯机、投影仪幻灯机、投影仪如如放大镜放大镜可测焦距可测焦距8 凸透镜成像规律凸透镜成像规律2 2：1 1、焦点分像的虚或实：、焦点分像的虚或实：4 4、当物距、当物距fff时时,成实像，且物近像远像变大：成实像，且物近像远像变大：2 2、2f2f处分实像的大小：处分实像的大小：（物体在焦点以外成实像；物体在焦点以内成虚像。）（物体在焦点以外成实像；物体在焦点以内成虚像。）（像物等大时：物距、像距都等于（像物等大时：物距、像距都等于2f）（如：投影仪、照相机的调节）（如：投影仪、照相机的调节）（物体在（物体在2f以外成缩小实像；物体在以外成缩小实像；物体在2f以内成放大实像。）以内成放大实像。）（如：放大镜看字）（如：放大镜看字）物体离焦点物体离焦点越近像越大越近像越大9答答:A:A 烛焰、凸透镜、光屏中心烛焰、凸透镜、光屏中心 不在同一水平直线上。不在同一水平直线上。B B 蜡烛位于凸透镜的焦点上。蜡烛位于凸透镜的焦点上。C C 蜡烛位于凸透镜的焦距以内。蜡烛位于凸透镜的焦距以内。练习练习1 1：在做在做“凸透镜成像规律凸透镜成像规律”的实验的实验时时,某同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前某同学在光具座上将蜡烛放置在凸透镜前,然后移动光屏然后移动光屏,可他无论怎样移动光屏可他无论怎样移动光屏,都无都无法法在光屏上观察到烛焰的像。请你分析发生这一在光屏上观察到烛焰的像。请你分析发生这一现象可能原因现象可能原因。思考：为什么凸透镜要选择思考：为什么凸透镜要选择10-15cm10-15cm的的？10练习练习2 2：如图所示，把点燃的蜡烛放在如图所示，把点燃的蜡烛放在_处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡处，光屏上出现缩小的像，把点燃的蜡烛放在烛放在_处，光屏上出现放大的像；放在处，光屏上出现放大的像；放在_处时，光屏上成等大的像；放在处时，光屏上成等大的像；放在 处处时，成放大的虚像；放在时，成放大的虚像；放在 处时，不成像。处时，不成像。ADBCF2fF光屏光屏ACBDF11照相机照相机投影仪投影仪图片对比图片对比原理、位置相反原理、位置相反光路可逆光路可逆特殊现象特殊现象1 112特殊现象特殊现象 当凸透镜呈清晰像的时候，用纸板将凸透镜挡住当凸透镜呈清晰像的时候，用纸板将凸透镜挡住一半，则光屏上的像还是完整的吗？有何变化？一半，则光屏上的像还是完整的吗？有何变化？仍是完整的。仍是完整的。只是变暗淡了些。只是变暗淡了些。原因：原来是上下凸透镜都折射成像，后来只有下原因：原来是上下凸透镜都折射成像，后来只有下部分凸透镜折射成像，成像光减少了。部分凸透镜折射成像，成像光减少了。13特殊现象特殊现象2 2 当凸透镜呈清晰像的时候，将凸透镜换成短焦距当凸透镜呈清晰像的时候，将凸透镜换成短焦距的凸透镜，则新成的像是靠近凸透镜一些，还是远离的凸透镜，则新成的像是靠近凸透镜一些，还是远离凸透镜一些？知道为什么吗？凸透镜一些？知道为什么吗？靠近凸透镜一些。靠近凸透镜一些。凸透镜焦距越短会凸透镜焦距越短会聚光的能力越强。聚光的能力越强。若换成长焦距的呢？若换成长焦距的呢？近视眼成因近视眼成因近视眼成因近视眼成因14分析实验数据，回顾凸透镜的成像规律：分析实验数据，回顾凸透镜的成像规律：凸透镜焦距凸透镜焦距f=10cmf=10cm 物距与物距与焦距焦距的关系的关系物距物距u像距像距v像的性像的性质质相比上次相比上次成像成像变变大大或或变变小小相相对对于物于物体是放大体是放大或或缩缩小小正倒正倒虚虚实实u2f50cm50cm13cm13cm小小缩缩小小倒立倒立实实像像40cm40cm14cm14cm变变大大缩缩小小倒立倒立实实像像u=2f20cm20cm20cm20cm变变大大等大等大倒立倒立实实像像2fuf14cm14cm40cm40cm变变大大放大放大倒立倒立实实像像13cm13cm50cm50cm变变大大放大放大倒立倒立实实像像u=f10cm10cm无无穷远穷远不成像不成像uf7 cm7 cm大大放大放大正立正立虚像虚像5cm5cm变变小小放大放大正立正立虚像虚像15物距物距u u成像的特点成像的特点像距像距v v应用应用正倒正倒缩放缩放虚实虚实U2fU2f倒立倒立缩小缩小实像实像fv2f（vu）照相机照相机U=2fU=2f倒立倒立等大等大实像实像v=2f测焦距测焦距fU2ffU2f倒立倒立放大放大实像实像v2f投影仪投影仪幻灯机幻灯机UfUf正立正立放大放大虚像虚像物像同侧物像同侧（vu）放大镜放大镜U=fU=f不成像不成像平行光测焦距平行光测焦距制作平行光源制作平行光源1 1、焦点分像的虚或实；、焦点分像的虚或实；4 4、当物距、当物距fff时时,成实像，且物近像远像变大；成实像，且物近像远像变大；2 2、2f2f处分实像的大小；处分实像的大小；16 下面右图是小明做下面右图是小明做“探究凸透镜成像规律探究凸透镜成像规律”实验实验的装置图，、是主光轴上的五个点，的装置图，、是主光轴上的五个点，点和点和f f点分别为凸透镜的焦点和二倍焦距点，则：点分别为凸透镜的焦点和二倍焦距点，则：、把蜡烛放在、把蜡烛放在 点上点上,可以成正立放大的虚像。可以成正立放大的虚像。、把蜡烛放在、把蜡烛放在 点上点上,所成的像最小。所成的像最小。、把蜡烛放在、把蜡烛放在 点上点上,是属于照相机原理。是属于照相机原理。、把蜡烛放在、把蜡烛放在 点上点上,是属于投影仪的原理。是属于投影仪的原理。eaa、bc、d17f=10cmf=10cm 倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像 正立、放大的虚像正立、放大的虚像 倒立、放大的实像倒立、放大的实像 18 照相机照相时要使景物在底片上的像大一照相机照相时要使景物在底片上的像大一些，应当些，应当 物距，物距，像距，即照像距，即照相机的镜头离物体相机的镜头离物体 一些，镜头与底片的一些，镜头与底片的距离距离 一些。一些。减小减小增大增大近近远远 用幻灯机放映幻灯时，将印有用幻灯机放映幻灯时，将印有“h h”字样字样的幻灯片正立插入框中，调节镜头后，在幕布的幻灯片正立插入框中，调节镜头后，在幕布上出现的画面应该是（上出现的画面应该是（）C19 2.2.找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水找一个圆柱形的玻璃瓶，里面装满水。把一支铅笔水平地放在水瓶的一侧，透过水瓶，可以看到那支笔。如果把平地放在水瓶的一侧，透过水瓶，可以看到那支笔。如果把笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢地移动，你会看到什么现象？实际做一做，验证你的猜想。？实际做一做，验证你的猜想。与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共与前面用凸透镜所做的实验相比，这两个实验有什么共同之处同之处?有什么不同有什么不同?玻璃瓶相当于一个柱面玻璃瓶相当于一个柱面透镜。透过水瓶，我可以看透镜。透过水瓶，我可以看到铅笔到铅笔渐渐变长渐渐变长，到某一个，到某一个位置时，位置时，笔尖会突然改变方笔尖会突然改变方向向再远离时，铅笔又会再远离时，铅笔又会渐渐渐变短渐变短。与之前的凸透镜的实验相比，与之前的凸透镜的实验相比，不同之处不同之处：凸透镜里的：凸透镜里的实验的铅笔渐渐实验的铅笔渐渐变大，但形状不改变变大，但形状不改变相同之处相同之处：铅笔到：铅笔到某一个位置时，笔尖某一个位置时，笔尖都会突然改变方向都会突然改变方向虚像虚像实像实像20 小明用一个装满水的玻璃杯喝水时，观察小明用一个装满水的玻璃杯喝水时，观察自己握杯子的手指，猜想他看到了什么现象？自己握杯子的手指，猜想他看到了什么现象？并自己动手验证一下你的猜想。你能帮他解释并自己动手验证一下你的猜想。你能帮他解释这个现象吗？这个现象吗？装水的玻装水的玻璃杯相当于一璃杯相当于一个柱面凸透镜，个柱面凸透镜，而且手指在它而且手指在它的焦点以内，的焦点以内，所以成变长的所以成变长的虚像。虚像。手指变长。手指变长。无无水水有有水水21无水玻璃杯无水玻璃杯有水玻璃杯有水玻璃杯凸透镜凸透镜有有水水玻玻璃璃杯杯凸凸透透镜镜22 3.3.学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、学习使用照相机，向有经验的人了解光圈、快门和调焦环的作用。快门和调焦环的作用。“傻瓜相机傻瓜相机”有没有光圈和有没有光圈和快门快门?是不是需要是不是需要“调焦调焦”?“傻瓜相机傻瓜相机”也有光圈和快门，只不过它们都安也有光圈和快门，只不过它们都安装在机身里面。傻瓜相机内部增加了一些电子、机械装在机身里面。傻瓜相机内部增加了一些电子、机械设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，设备，可以根据光线的明暗程度自动调整光圈、快门，不需要人工调节。不需要人工调节。傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手傻瓜相机也能自动聚焦，不需要手动调焦。动调焦。光圈：光圈：调节进光量的多少。调节进光量的多少。快门：调曝光速度（时间）。快门：调曝光速度（时间）。调焦环：调节焦距。以达到对焦、成像清晰的目的。调焦环：调节焦距。以达到对焦、成像清晰的目的。23 为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，为了使远近不同的景物在胶片上产生清晰的像，需要旋转镜头上的调焦环，调节镜头到胶片的距离，需要旋转镜头上的调焦环，调节镜头到胶片的距离，拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍拍摄近的景物时，镜头往前伸，离胶片远一些；拍摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。调焦摄远的景物时，镜头往后缩，离胶片近一些。调焦环上刻有数字，表示出拍摄的景物到镜头的距离。环上刻有数字，表示出拍摄的景物到镜头的距离。照相时，胶片曝光适当，才能洗出好的相片。照相时，胶片曝光适当，才能洗出好的相片。曝光过度，洗出的相片发白；曝光不足，洗出的相曝光过度，洗出的相片发白；曝光不足，洗出的相片很暗，都不能令人满意。为了控制光量，一是用片很暗，都不能令人满意。为了控制光量，一是用光圈控制进入镜头的光的多少，一是用快门控制曝光圈控制进入镜头的光的多少，一是用快门控制曝光的时间。光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光光的时间。光圈可以开大或缩小，光圈环上刻有光圈数。曝光时间可以从快门上的数字知道。拍照时，圈数。曝光时间可以从快门上的数字知道。拍照时，要根据景物的明亮程度，选择适当的光圈和快门。要根据景物的明亮程度，选择适当的光圈和快门。补充学习：补充学习：24练习：练习：第第99页动手动脑学物理页动手动脑学物理4、5。25巩固练习巩固练习:1.1.某同学做某同学做“凸透镜成像凸透镜成像”实验时实验时,把光屏移到把光屏移到离凸透镜离凸透镜16CM16CM处处,使在光屏上出现烛焰的倒立、使在光屏上出现烛焰的倒立、放大、清晰的像放大、清晰的像,则该同学使用的凸透镜的焦距则该同学使用的凸透镜的焦距可能是可能是()()A.6CM B.8CM A.6CM B.8CM C.12CM D.18CM C.12CM D.18CM A2.2.某同学做某同学做“凸透镜成像凸透镜成像”实验时实验时,把蜡烛放到把蜡烛放到离凸透镜离凸透镜16CM16CM处处,在光屏上出现烛焰的倒立、放在光屏上出现烛焰的倒立、放大、清晰的像大、清晰的像,则该同学使用的凸透镜的焦距可则该同学使用的凸透镜的焦距可能是能是()()C263.3.一凸透镜的焦距为一凸透镜的焦距为f,f,当物体从离当物体从离凸透镜凸透镜1.5f1.5f处移到处移到3f3f处的过程中处的过程中,像像的大小和像距变化情况是的大小和像距变化情况是()()A.A.像变小像变小,像距变小像距变小 B.B.像变小像变小,像距变大像距变大 C.C.像变大像变大,像距变小像距变小 D.D.像变大像变大,像距变大像距变大A274 4、某物体放在离凸透镜、某物体放在离凸透镜2020厘米处，厘米处，无论怎样移动光屏，光屏上始终无论怎样移动光屏，光屏上始终得不到像，则该凸透镜的焦距可得不到像，则该凸透镜的焦距可能是（能是（）A A、3030厘米厘米 B B、1515厘米厘米 C C、1010厘米厘米 D D、5 5厘米厘米A A285 5、有人把人的眼球比喻成一架照相机，那么，、有人把人的眼球比喻成一架照相机，那么，照相机的凸透镜镜头相当于眼球的照相机的凸透镜镜头相当于眼球的()()，装，装入的底片相当于入的底片相当于()()。A A 角膜角膜 B B 脉络膜脉络膜 C C 视网膜视网膜 D D 晶状体晶状体55因此，景物在人眼里所成的像是（因此，景物在人眼里所成的像是（）A A、正立、等大的虚像、正立、等大的虚像 B B、倒立、缩小的实像、倒立、缩小的实像 C C、倒立、放大的实像、倒立、放大的实像 D D、正立、放大的虚像、正立、放大的虚像DCB29典型例题典型例题例例1 1 若有一个物体从距离凸透镜若有一个物体从距离凸透镜5 5倍焦距的地方，倍焦距的地方，沿主轴移动到距离凸透镜沿主轴移动到距离凸透镜4 4倍焦距的地方，则（倍焦距的地方，则（）A.A.像距变大，像变大像距变大，像变大 B.B.像距变大，像变小像距变大，像变小C.C.像距变小，像变大像距变小，像变大 D.D.像距变小，像变小像距变小，像变小分析：物体在移动时，物距始终在分析：物体在移动时，物距始终在2 2倍焦距以倍焦距以外，故都是成倒立、缩小的实像，并且物距外，故都是成倒立、缩小的实像，并且物距变小了，由凸透镜成像规律可知，这时像和变小了，由凸透镜成像规律可知，这时像和像距都会变大像距都会变大.所以选所以选A.A.解答：解答：A.A.30典型例题典型例题例例2 2 照集体像时，发现有些人没有进入镜照集体像时，发现有些人没有进入镜头，为了使全体人员进入镜头，应怎样调头，为了使全体人员进入镜头，应怎样调节照相机？节照相机？分析：照相机发现有些人没有进入镜头，说明分析：照相机发现有些人没有进入镜头，说明成的像太大了，要使全体人员进入镜头，所成成的像太大了，要使全体人员进入镜头，所成的像必须调小些的像必须调小些.由成像规律可知，要成的像变由成像规律可知，要成的像变小，像距必须减小，而物距必须变大小，像距必须减小，而物距必须变大.解答：照相机应离人远一些，同时使镜头解答：照相机应离人远一些，同时使镜头向后缩一些而减小像距，即使镜头靠近胶向后缩一些而减小像距，即使镜头靠近胶片片.31例例3：小李和小胡用同一照相机给某运动：小李和小胡用同一照相机给某运动员拍照，如图所示是洗出的底片的情况。员拍照，如图所示是洗出的底片的情况。下列判断正确的是下列判断正确的是()A A、若拍照时所选镜头、若拍照时所选镜头焦距一样，则小李离被焦距一样，则小李离被拍人的距离远拍人的距离远B B、小李、小胡所拍的像都、小李、小胡所拍的像都成在两倍焦距外成在两倍焦距外C C、小胡要使底片上的像与小李一样大，小胡移动位、小胡要使底片上的像与小李一样大，小胡移动位置后，镜头要往前伸置后，镜头要往前伸D D、小胡要使底片上的像与小李的一样大，小胡移动、小胡要使底片上的像与小李的一样大，小胡移动位置后，镜头与胶卷距离不变位置后，镜头与胶卷距离不变小李拍摄小李拍摄小胡拍摄小胡拍摄C C32 下面是下面是2 2台焦距不同的相机在同时、同地拍台焦距不同的相机在同时、同地拍摄的同一场景的照片，请问哪台相机的焦距长摄的同一场景的照片，请问哪台相机的焦距长？33例例4 4、在教学用投影仪放映过程中，胶片上的字、在教学用投影仪放映过程中，胶片上的字放大后投到屏幕上形成一个清晰的像，如果要得放大后投到屏幕上形成一个清晰的像，如果要得到到更大的清晰更大的清晰的像，具体做法是（的像，具体做法是（）A A、投影仪靠近屏幕，、投影仪靠近屏幕，凸透镜向上移动凸透镜向上移动B B、投影仪远离屏幕，、投影仪远离屏幕，凸透镜向下移动凸透镜向下移动C C、投影仪靠近屏幕，、投影仪靠近屏幕，凸透镜向下移动凸透镜向下移动D D、投影仪远离屏幕，、投影仪远离屏幕，凸透镜向上移动凸透镜向上移动墙壁墙壁B B34 请利用凸透镜的成像规律，画出物体成像的大请利用凸透镜的成像规律，画出物体成像的大致位置和大小。致位置和大小。A AB BA AB BA AB B35 请利用三条特殊光线做出物体的像。请利用三条特殊光线做出物体的像。A AB BA AB BA AB B36凸透镜成像规律凸透镜成像规律图像解释图像解释37FF跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；跟主轴平行的光线，折射后通过焦点；通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；通过焦点的光线，折射后跟主轴平行；通过光心的光线经过透镜后方向不变。通过光心的光线经过透镜后方向不变。U2ffV2f倒立缩小实象倒立缩小实象38FFU=2fV=2f倒立等大实象倒立等大实象39FFfU2f倒立放大实象倒立放大实象40 F FF FB BA凸凸透透镜镜成成像像按要求画出光路图41 F FF FB BAABB凸凸透透镜镜成成像像42凸凸透透镜镜成成像像 F FF FB BA按要求画出光路图43凸凸透透镜镜成成像像F FF FB BAABB44思考：思考：有人把人的眼球比喻成一架照相机，那么，照有人把人的眼球比喻成一架照相机，那么，照相机的凸透镜镜头相当于眼球的相机的凸透镜镜头相当于眼球的()，装入的，装入的底片相当于底片相当于()。A角膜角膜B脉络膜脉络膜C视网膜视网膜D晶状体晶状体因此，景物在人眼里所成的像是（因此，景物在人眼里所成的像是（）A、正立、等大的虚像、正立、等大的虚像B、倒立、缩小的实像、倒立、缩小的实像C、倒立、放大的实像、倒立、放大的实像D、正立、放大的虚像、正立、放大的虚像DCB45