八年级物理全册45科学探究凸透镜成像课件新版沪科版.pptx

由于光是沿直线传播的，因而光通过小由于光是沿直线传播的，因而光通过小孔后会成一个倒立的实像孔后会成一个倒立的实像.由于光的反射定律，光通过平面镜会成一由于光的反射定律，光通过平面镜会成一个正立的虚像个正立的虚像.光在不同的介质中传播时，会发生折射，光在不同的介质中传播时，会发生折射，光发生折射后会成什么像呢？光发生折射后会成什么像呢？各种透镜各种透镜.中间厚中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间边缘薄的透镜叫做凸透镜；中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜.这三种形状的这三种形状的透镜是透镜是凸透镜凸透镜这三种形状的这三种形状的透镜是凹透镜是凹透镜透镜 拿一个凸透镜对着太阳光，在透镜的下拿一个凸透镜对着太阳光，在透镜的下方放一张白纸，把凸透镜慢慢地向离远白纸方放一张白纸，把凸透镜慢慢地向离远白纸的方向移动，观察发生的现象的方向移动，观察发生的现象.太阳光太阳光经过凸透镜后经过凸透镜后先在纸上成一个比先在纸上成一个比透镜小的光斑，光斑逐渐变小，慢慢透镜小的光斑，光斑逐渐变小，慢慢会聚会聚成成一个最小最亮的点，凸透镜继续远离白纸，一个最小最亮的点，凸透镜继续远离白纸，白纸上又会出现一个慢慢变大的光斑白纸上又会出现一个慢慢变大的光斑.太阳光太阳光经过凸透镜会聚经过凸透镜会聚成一个最小最亮成一个最小最亮的点，这个点叫做凸透镜的焦点的点，这个点叫做凸透镜的焦点.凸透镜对光线有会聚作用凸透镜对光线有会聚作用.太阳光太阳光经过经过凹凹透镜后透镜后在纸上成一个比透在纸上成一个比透镜大的光斑，凹透镜远离白纸时，白纸上的镜大的光斑，凹透镜远离白纸时，白纸上的光斑会慢慢地变大光斑会慢慢地变大.可见，可见，凹透镜对光线有凹透镜对光线有发散作用发散作用.关于透镜的四个基本概念关于透镜的四个基本概念 （1）主光轴：通过透镜的两个球面球心）主光轴：通过透镜的两个球面球心的直线叫做主光轴的直线叫做主光轴.每一个透镜都有一条主光每一个透镜都有一条主光轴，画主光轴时一般用点划线轴，画主光轴时一般用点划线.（2）光心：主光轴上有一个特殊的点，）光心：主光轴上有一个特殊的点，通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做通过它的光线传播方向不改变，这个点叫做透镜的光心透镜的光心.用字母用字母“O”表示表示.（3）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的）焦点：凸透镜能使平行于主光轴的光线透过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这光线透过凸透镜后会聚在主光轴上一点，这个点叫做焦点，凸透镜的两侧各有一个焦点，个点叫做焦点，凸透镜的两侧各有一个焦点，且关于光心对称，焦点用字母且关于光心对称，焦点用字母“F”表示表示.凹凹透镜能使平行于主光轴的光线透过凹透镜后透镜能使平行于主光轴的光线透过凹透镜后变得发散，且这些发散光线的反向延长线相变得发散，且这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上一点，这一点不是实际光线会交于主光轴上一点，这一点不是实际光线会聚的点故称为虚焦点，凹透镜两侧各有一个聚的点故称为虚焦点，凹透镜两侧各有一个虚焦点，且关于光心对称虚焦点，且关于光心对称.（4）焦距：焦点到透镜光心的距离叫做焦）焦距：焦点到透镜光心的距离叫做焦距，透镜两侧焦距相等，焦距用字母距，透镜两侧焦距相等，焦距用字母“f”表表示示.主光轴主光轴关于透镜的四个基本概念关于透镜的四个基本概念主光轴主光轴 平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上，如图甲所示焦点上，如图甲所示.由于光路是可逆的，若由于光路是可逆的，若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光经把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光经过凸透镜折射后将变为平行光过凸透镜折射后将变为平行光，如图乙所示如图乙所示.甲甲乙 平行于主平行于主光光轴的光线经过凹透镜折射后，轴的光线经过凹透镜折射后，发散射出，折射光线的反向延长线经过虚焦发散射出，折射光线的反向延长线经过虚焦点，如图甲所示点，如图甲所示.由光路可逆性可知，会聚地由光路可逆性可知，会聚地射向凹透镜对侧虚焦点的光线，经凹透镜折射向凹透镜对侧虚焦点的光线，经凹透镜折射后，平行于主轴射出，如图乙所示射后，平行于主轴射出，如图乙所示.甲甲乙乙 凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚到焦点或一点，而是指光线通过凸透镜折聚到焦点或一点，而是指光线通过凸透镜折射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向射后，折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主传播更偏近主光光轴，使它的光束变窄、变收轴，使它的光束变窄、变收缩缩.如图所示如图所示.图图甲甲中，原来会聚的光线经过凸中，原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于焦点以内；透镜折射后，变得更会聚，交于焦点以内；图图乙乙中，原来发散的光线经过凸透镜后会聚中，原来发散的光线经过凸透镜后会聚在焦点之外；图在焦点之外；图丙丙中，点光源中，点光源S发出的光经过发出的光经过凸透镜折射后仍然是发散光线，只是比原来凸透镜折射后仍然是发散光线，只是比原来会聚了会聚了.甲甲乙乙丙 凹透镜凹透镜对光线有对光线有发散作用发散作用，如图甲如图甲所示所示，射向凹透镜对侧虚焦点以内的会聚光线，经射向凹透镜对侧虚焦点以内的会聚光线，经凹透镜折射后依然会聚，不过变得发散些了；凹透镜折射后依然会聚，不过变得发散些了；如图如图乙乙所示所示，射向凹透镜对侧焦点以外的会，射向凹透镜对侧焦点以外的会聚光线变成发散光线聚光线变成发散光线.甲甲乙乙 用放大镜看自己的指纹，再用放大镜看用放大镜看自己的指纹，再用放大镜看窗外的物体，隔着放大镜看，物体总是放大窗外的物体，隔着放大镜看，物体总是放大的吗？的吗？猜想与假设猜想与假设凸透镜所成的像的正倒、大小与物体到凸透镜所成的像的正倒、大小与物体到透镜和透镜到光屏的距离有关透镜和透镜到光屏的距离有关 物体离凸透镜的距离远，成倒立、缩物体离凸透镜的距离远，成倒立、缩小的实像小的实像 物体离凸透镜的距离较近，成倒立、物体离凸透镜的距离较近，成倒立、放大的实像放大的实像 物体离凸透镜的距离很近，成正立、物体离凸透镜的距离很近，成正立、放大的虚像放大的虚像设计实验设计实验实验器材实验器材探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律光具座光具座点燃的蜡烛点燃的蜡烛凸透镜凸透镜光屏光屏标尺标尺如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？如何保证蜡烛的像始终能成在光屏上？调节蜡烛、透镜、光屏的中心，使它们的调节蜡烛、透镜、光屏的中心，使它们的中心在同一高度上，就能使烛焰的像成在光屏中心在同一高度上，就能使烛焰的像成在光屏的中央了的中央了探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律如何测定凸透镜的焦距？如何测定凸透镜的焦距？根据凸透镜特性，让平根据凸透镜特性，让平行光（如太阳光）沿主轴方行光（如太阳光）沿主轴方向入射到凸透镜上，在另一向入射到凸透镜上，在另一侧与透镜平行放置一光屏，侧与透镜平行放置一光屏，调节光屏的位置使光屏上的光斑最小且最明亮，调节光屏的位置使光屏上的光斑最小且最明亮，此时透镜与光屏的间距即为凸透镜的焦距这此时透镜与光屏的间距即为凸透镜的焦距这是一种简便地粗测凸透镜焦距的方法是一种简便地粗测凸透镜焦距的方法探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律实验数据记录表格实验数据记录表格像与物距的关系像与物距的关系凸透镜的焦距凸透镜的焦距fcm探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律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进行实验与收集数据进行实验与收集数据 1.组装实验器材，将烛焰中心、凸透镜中组装实验器材，将烛焰中心、凸透镜中心和光屏中心调整到同一高度心和光屏中心调整到同一高度 2.当光屏上出现倒立、缩小的像时，读出当光屏上出现倒立、缩小的像时，读出物距物距(u)与像距与像距(v)的值填入数据记录表的值填入数据记录表分分析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦距的关系距的关系探究凸透镜的成像规律探究凸透镜的成像规律 3.当光屏上出现倒立、放大的像时，读当光屏上出现倒立、放大的像时，读出物距出物距(u)与像距与像距(v)的值填入数据记表的值填入数据记表分分析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦距的关系距的关系 4.当物体放在焦距以内时，无法在光屏当物体放在焦距以内时，无法在光屏上找到像，这说明了什么？那能否成虚像呢上找到像，这说明了什么？那能否成虚像呢？该怎样观察？该怎样观察？5.当物体在二倍焦距处时，像是怎样的当物体在二倍焦距处时，像是怎样的？6.将物体放在焦点上时，会有什么现象将物体放在焦点上时，会有什么现象呢？呢？根据实验数据，得出最终结论根据实验数据，得出最终结论:当当u2f时，成倒立、缩小的实像时，成倒立、缩小的实像，fv2f当当fu2f时，成倒立、放大的实像，时，成倒立、放大的实像，v2f当当uf时，成正立、放大的虚像时，成正立、放大的虚像当当u2f时，成倒立、等大的实像，时，成倒立、等大的实像，v2f当当uf时，不成像时，不成像物距物距像的性质像的性质像距像距虚实虚实大小大小正倒正倒u2f实像实像缩小缩小倒立倒立2fvfu2f实像实像等大等大倒立倒立v2f2fuf实像实像放大放大倒立倒立v2fuf不成像不成像uf虚像虚像放大放大正立正立与物同侧与物同侧实验拓展实验拓展 1.1.在实验中，你能发现实像和虚像的在实验中，你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗？分界点在什么位置吗？焦点是实像和虚像的分界点焦点是实像和虚像的分界点 2.在实验中，你能发现放大的像和缩在实验中，你能发现放大的像和缩小的像的分界点在什么位置吗？小的像的分界点在什么位置吗？二倍焦距是缩小像和放大像的分界点二倍焦距是缩小像和放大像的分界点实验思考：实验思考：1.当成实像时，如用手挡住透镜的当成实像时，如用手挡住透镜的上半部，光屏上的像可能有什么变化？上半部，光屏上的像可能有什么变化？能成完整的像，但像变暗了能成完整的像，但像变暗了 2.什么情况下像和物体在凸透镜两什么情况下像和物体在凸透镜两侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧侧？什么情况下像和物体在凸透镜同侧？成实像时物像异侧，成虚像时物像成实像时物像异侧，成虚像时物像同侧同侧 3.3.当凸透镜成实像时，随着物距当凸透镜成实像时，随着物距的减小，像距是怎样变化的？的减小，像距是怎样变化的？物距减小则像距增大，即物像同物距减小则像距增大，即物像同方向移动，像跟着物体在移动方向移动，像跟着物体在移动规律精炼：规律精炼：一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；一倍焦距分虚实；二倍焦距分大小；二倍焦点物像等；实像总是异侧倒；二倍焦点物像等；实像总是异侧倒；虚像总是同侧正；物近像远像变大；虚像总是同侧正；物近像远像变大；物远像近像变小；像的大小像距定；物远像近像变小；像的大小像距定；像儿跟着物体跑像儿跟着物体跑本课小结本课小结本课小结本课小结物距物距(u)像的性质像的性质应用应用正立或正立或倒立倒立放大或放大或缩小缩小实像或实像或虚像虚像像距像距(v)一束一束平行光平行光实像点实像点vf测凸透测凸透镜焦距镜焦距u2f倒立倒立缩小缩小实像实像fv2f照相机照相机u2f倒立倒立等大等大实像实像v2ffu2f倒立倒立放大放大实像实像vf投影仪投影仪uf不成像，得到一束平行光不成像，得到一束平行光uf正立正立放大放大虚像虚像放大镜放大镜凸透镜成像的规律凸透镜成像的规律课堂练习：课堂练习：1.一凸透镜的焦距是一凸透镜的焦距是8 cm，将点燃的蜡烛放在，将点燃的蜡烛放在 离凸透镜离凸透镜12 cm处，则所成的像是处，则所成的像是（）（）A.正立、缩小的虚像正立、缩小的虚像B.倒立、放大的实像倒立、放大的实像C.倒立、缩小的实像倒立、缩小的实像D.倒立、缩小的虚像倒立、缩小的虚像B2.小明在做小明在做“探究凸透镜成像的规律探究凸透镜成像的规律”的实验的实验 时，所用凸透镜的焦距为时，所用凸透镜的焦距为15 cm将图甲所将图甲所 示的蜡烛放在距离该透镜示的蜡烛放在距离该透镜35 cm处时，蜡烛处时，蜡烛 在光屏上所成的清晰的像是图乙中的（）在光屏上所成的清晰的像是图乙中的（）C甲甲 ABCD乙乙3.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一光屏位于如图所示的位置时，烛焰在光屏上呈现一 个清晰的放大的像要使烛焰在光屏上呈现一个清个清晰的放大的像要使烛焰在光屏上呈现一个清 晰的缩小的像，调节的方法是晰的缩小的像，调节的方法是 （）（）A.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏靠近透镜移动B.透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动透镜不动，蜡烛远离透镜移动，光屏远离透镜移动C.透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动透镜不动，蜡烛靠近透镜移动，光屏远离透镜移动D.蜡烛不动，透镜远离蜡烛移动，光屏不发生移动蜡烛不动，透镜远离蜡烛移动，光屏不发生移动AOFF2F2Fabc4.小青将点燃的蜡烛分别放在如图所示的小青将点燃的蜡烛分别放在如图所示的a、b、c点探究凸透镜成像规律，蜡烛在点探究凸透镜成像规律，蜡烛在_点时，点时，凸透镜右侧光屏上成的像最大，像是凸透镜右侧光屏上成的像最大，像是_（选填（选填“正立正立”或或“倒立倒立”）的）的b倒立倒立