【人教版】2021年八年级物理上册第五章第3节凸透镜成像的规律.docVIP

PAGE PAGE 2 第五章 透镜及其应用 第3节 凸透镜成像的规律 凸透镜成像的规律如下表所示。 物体到凸透镜的距离u 像到凸透镜的距离v 像的情况 倒立或正立 放大或缩小 虚或实 大于2倍焦距(u>2f) 小于2倍焦距、大于1倍焦距(2f>v>f) 倒立 缩小 实 等于2倍焦距(u=2f) 等于2倍焦距(v=2f) 倒立 等大 实 在2倍焦距和1倍焦距之间(2f>u>f) 大于2倍焦距(v>2f) 倒立 放大 实 等于1倍焦距(u=f) 不成像 小于1倍焦距(u<f) 像距大于物距(v>u) 正立 放大 虚 知识点1:探究凸透镜成像规律的实验 提出问题 照相机、投影仪以及放大镜都是利用凸透镜成像规律制成的,但是它们的成像情况存在着虚与实、正与倒、大与小及远与近的不同。那么,凸透镜所成像的虚实、大小、正倒跟物距有什么关系呢? 假设猜想 改变凸透镜的物距和像距,可以得到不同的像。那么,物距和像距是否就是影响凸透镜成像情况的主要因素呢? 实验设计探究 [思考] 1.探究实验中物距、像距各具体指什么距离?怎样测定其大小? 2.物距、像距的变化可引起凸透镜成像的变化,选取什么距离来做实验中的参照呢? 3.凸透镜成像有实与虚的区别,它们都能用光屏承接吗?如何观察所成的实像或虚像呢? 4.做该探究实验时,所用器材在放置时有什么要求呢? [实验设计方案] 1.实验目的:(1)把物体放在凸透镜2倍焦距以外,观察像的性质。 (2)把物体放在凸透镜2倍焦距处,观察像的性质。 (3)把物体放在凸透镜2倍焦距与1倍焦距之间,观察像的性质。 (4)把物体放在凸透镜1倍焦距之内,观察像的性质。 2.实验原理:凸透镜成像(光的折射成像)。 3.实验器材:凸透镜、蜡烛、光屏、光具座(带刻度尺)、火柴。 4.实验步骤:(1)如图所示,在桌面上放置好光具座,将蜡烛、凸透镜和光屏等器材按正确顺序安装在光具座上。点燃蜡烛,调整凸透镜和光屏的高度,使它们的中心和烛焰中心大致在同一高度处。(其中F、F'点为焦点,P、P'点为二倍焦距点) (2)把蜡烛放在离凸透镜远大于2倍焦距的地方,移动光屏,直到光屏上出现明亮、清晰的烛焰像。观察这个像是倒立的还是正立的,是放大的还是缩小的。改变物距,重做这一步。 (3)把蜡烛移向凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离等于2倍焦距,移动光屏,使光屏上出现明亮、清晰的烛焰像,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。 (4)把蜡烛再靠近凸透镜,让蜡烛到凸透镜的距离在2倍焦距与1倍焦距之间,移动光屏,使光屏上出现明亮、清晰的烛焰像,观察像到凸透镜的距离、像的倒正和大小。改变物距,重做这一步。 (5)把蜡烛移到凸透镜的1倍焦距内,无论怎样移动光屏,在光屏上都没有烛焰的像。如图所示,从光屏一侧透过透镜观察到烛焰的像,记下像的性质。改变物距,重做这一步。 分析论证 按上述步骤操作,所得数据和观察结果如下表所示,从中可得出凸透镜成像规律。 凸透镜焦距f=10 cm 物距与 焦距的关系 物距u/cm 像的性质 像距v/cm 像距与焦 距的关系 实虚 大小 正倒 u>2f 43 实 缩小 倒 13 f<v<2f u>2f 30 实 缩小 倒 15 f<v<2f u=2f 20 实 等大 倒 20 v=2f 2f>u>f 18 实 放大 倒 23 v>2f 2f>u>f 12 实 放大 倒 60 v>2f u<f 8 虚 放大 正 物像同侧 —— u<f 6 虚 放大 正 物像同侧 —— 在本实验的操作过程中,应注意以下几个问题: ①在安装“探究凸透镜成像的规律”实验装置时,必须使烛焰、凸透镜和光屏三者中心在同一高度处,否则像有可能不能呈现在光屏上。②从光具座上读取物距和像距大小时,应注意读取蜡烛、凸透镜、光屏底座中央所对刻度线的数值。③因光具座的长度有限,故所调物距和像距的范围有限,选取物距时要根据实际情况而定,否则可能导致在屏上无法成像。 【例】　物体在距凸透镜20 cm时成等大、倒立的实像,试判断物体距凸透镜30 cm时所成像应是　　　　　　　　　　。  答案:倒立、缩小的实像　 点拨：物体在距凸透镜2倍焦距处时成等大、倒立的实像,再结合题述可知该凸透镜的焦距为10 cm,则物距为30 cm时,处在二倍焦距以外,由凸透镜成像规律知,此时成倒立、缩小的实像。 知识点2:实验结论 1.用作图法确认凸透镜成像的规律 利用凸透镜的三条特殊折射光线作图,可巧妙记忆凸透镜成像的规律,如图所示,其中P、P'点为二倍焦距点,A1B1、A2B2、A3B3、A4B4为物体,对应的像分别是A1'B1'、A2'B2'、A3'B3'、A'B'。 2.凸透镜成像的规律可用下面的顺口溜来记忆,即: 实像倒,位异侧;虚像正,位同侧;一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小。 拓展延伸 (1)