
(1)探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律(2)學(xué)習(xí)分析實驗數(shù)據(jù),歸納出結(jié)論。
學(xué)習(xí)從物理現(xiàn)象中歸納科學(xué)規(guī)律的方法。
(1)能在探究活動中初步獲得提出問題的能力。 (2)通過探究活動,體驗探究過程的全過程和方法。
(1)具有對科學(xué)的求知欲,樂于探索自然現(xiàn)象和日常生活中的物理道理。 (2)初步建立將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于實際的意識。
用放大鏡近距離看書,看到文字被放大,可是用放大鏡看遠(yuǎn)處的物體時,卻看到物體成了倒立縮小的像。
同樣是凸透鏡,物體到凸透鏡的距離不同,成像特點不同。為何成像特點會有如此大的差別呢?凸透鏡成像遵循什么規(guī)律呢?
凸透鏡所成像的虛實、大小、正倒跟什么因素有關(guān)系?
①可能與物體到透鏡的距離有關(guān)。
支持事例:照相機(jī)、投影儀和放大鏡的成像特點不同,是因為物體到透鏡的距離不同。
②可能與凸透鏡的焦距有關(guān)。
支持事例: 同一物體通過照相機(jī)成像,當(dāng)照相機(jī)的焦距改變時(調(diào)焦),凸透鏡所成像的大小會改變。
物距u:物體到透鏡光心的距離。
像距v:像到透鏡光心的距離。
如圖所示,物距為15厘米
如圖所示,像距為30厘米
2.我們可以把物體放在距凸透鏡較遠(yuǎn)的地方,然后逐漸移近,觀察成像的情況。由于凸透鏡對光的偏折程度跟透鏡的焦距f 有關(guān)系,所以研究物距u的變化時,焦距可能是個應(yīng)該注意的參照距離。比如,我們可以注意觀察物距大于、等于、小于一倍焦距、二倍焦距……時物體成像的情況。
①光具座、凸透鏡(焦距 f =10cm)、蠟燭(燭焰作為發(fā)光體)、光屏等。
光具座就是可以把凸透鏡、光屏、蠟燭等器材放置在上面的器材。它下部有刻度尺可以測量各器材之間的距離,幫助我們讀出物距、像距。
①調(diào)整凸透鏡、蠟燭(燭焰的中心)、光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度。目的是為了使?fàn)T焰的像成在光屏的中央。
②將凸透鏡固定在光具座中間40cm刻度處,把蠟燭放在較遠(yuǎn)處,使物距u>2f,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)清晰的燭焰的像,觀察并記錄像的大小和正倒,同時測出此時的物距u和像距v。
凸透鏡的焦距: f=10 cm
實像 縮小 倒立
③把蠟燭向透鏡移近,使蠟燭到凸透鏡的距離等于二倍焦距,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像,觀察像的正倒和大小,測出物距u和像距v,并將數(shù)據(jù)記錄在表格中。
實像 等大 倒立
④把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近,使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距和二倍焦距之間,移動光屏,直到光屏上出現(xiàn)明亮、清晰的燭焰的像,觀察像的正倒和大小,測出物距u和像距v ,記錄在表格中。
實像 放大 倒立
⑤把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近,使蠟燭到凸透鏡的距離為一倍焦距(在焦點處) ,移動光屏,光屏上不成像;眼睛過透鏡也看不到虛像。
⑥把蠟燭繼續(xù)向透鏡移近,使蠟燭到凸透鏡的距離在一倍焦距以內(nèi),移動光屏,光屏上不成像,眼睛過透鏡,能看到虛像,記錄像的正倒和大小。測出物距u,記錄在表格中。
虛像 放大 正立
凸透鏡的焦距 f=10 cm
分析上表的記錄,找出凸透鏡成像的規(guī)律
1.像的虛實:凸透鏡在什么條件下成實像?在什么條件下成虛像?
當(dāng)物體放在一倍焦距以外時,凸透鏡成實像,當(dāng)物體放在一倍焦距以內(nèi)時,凸透鏡成虛像。
2.像的大小:凸透鏡在什么條件下成縮小的實像?在什么條件下成放大的實像?有沒有縮小的虛像?
當(dāng)物體在二倍焦距外時,凸透鏡成的像是縮小的實像。當(dāng)物體在二倍焦距內(nèi)一倍焦距外體時,凸透鏡成的像是放大的實像。凸透鏡沒有縮小的虛像。
3.像的正倒:凸透鏡在什么條件下成正立的像?在什么條件下成倒立的像?
凸透鏡所成的實像都是異側(cè)倒立,虛像都是同側(cè)正立。
4.像的放大與縮小的條件:凸透鏡成放大實像時,物距跟像距相比,哪個比較大?成縮小實像時,物距跟像距相比,哪個比較大?
凸透鏡成放大實像時,物距小于像距;成縮小實像時,物距大于像距。
5.當(dāng)凸透鏡成實像時,隨著物距的減小,像與像距是怎樣變化的?
物距減小,像變大,像距變大,像與物同方向移動,像跟著物體在移動。
物距增大,像變小,像距變小,像與物同方向移動,像跟著物體在移動。
視頻演示——《探究凸透鏡成像的規(guī)律》
一焦分虛實,二焦分大?。晃锝x焦點)像遠(yuǎn)像變大;虛像(與物)同側(cè)正,實像異側(cè)倒,像物相互跟著跑。
動畫演示—《凸透鏡成的像與物的變化關(guān)系》
1.在做實驗時, 某同學(xué)無論怎樣移動光屏, 都無法在光屏上觀察到燭焰的像。發(fā)生這一現(xiàn)象可能原因有哪些?
可能原因有:①燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度上;②蠟燭的位置在透鏡的一倍焦距以內(nèi);③蠟燭的位置在透鏡的焦點上。
2.用卡片把透鏡遮住一部分,光屏上得到燭焰的像性質(zhì)不變,像是否完整?像的亮度有什么變化?
光屏上的像性質(zhì)不變,還是完整的,但亮度會變暗些。
3.蠟燭長度變短時,像在光屏上的位置怎樣變化?為了使像仍成在光屏的中央,應(yīng)該怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)?
像將會向上移動。調(diào)節(jié)方法:①將光屏向上移動;②將蠟燭向上移動;③將透鏡和光屏向下調(diào)節(jié).
③把燭焰放在_____點,光屏上出現(xiàn)清晰的像時,屏距透鏡最遠(yuǎn)。④把燭焰放在_____________點,光屏上不會出現(xiàn)像。
①把燭焰放在_________點,屏上出現(xiàn)的像最大;②把燭焰放在_________點,屏上出現(xiàn)的像最小。
【例題1】如圖所示,保持凸透鏡的位置不變,先后把燭焰放在a、b、c、d、e各點,并分別調(diào)整光屏的位置。則:
【例題2】在做“凸透鏡成像”的實驗中,凸透鏡焦距是10cm,當(dāng)光屏距凸透鏡16cm時,燭焰在光屏上成清晰的像。若光屏不動,將凸透鏡向光屏方向移動2cm,要使光屏上再次得到清晰的像,下列說法正確的是( ) A.蠟燭不動,像變小 B.蠟燭靠近凸透鏡,像變小 C.蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,像變大 D.蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡,像變小
二、凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用
物距u>2f 時 ,成倒立、縮小的實像,像距 f<v<2f
物距u:f<u<2f 時 ,成倒立、放大的實像,像距 v>2f
當(dāng)物距 u2f 時, 成倒立、縮小的實像,像距v f
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