初中物理第五节 科学探究:凸透镜成像教课ppt课件
展开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. 由于光的反射定律,光通过平面镜会成一个正立的虚像. 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?
中间厚、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.
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的方向移动,观察发生的现象.
太阳光经过凸透镜后先在纸上成一个比透镜小的光斑,光斑逐渐变小,慢慢会聚成一个最小最亮的点,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. 太阳光经过凸透镜会聚成一个最小最亮的点,这个点叫做凸透镜的焦点. 凸透镜对光线有会聚作用.
太阳光经过凹透镜后在纸上成一个比透镜大的光斑,凹透镜远离白纸时,白纸上的光斑会慢慢地变大. 可见,凹透镜对光线有发散作用.
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的直线叫做主光轴. 每一个透镜都有一条主光轴,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,通过它的光线传播方向不改变,这个点叫做透镜的光心. 用字母“O”表示.
(3)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“F”表示. 凹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距,透镜两侧焦距相等,焦距用字母“ f ”表示.
关于透镜的四个基本概念
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. 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过凸透镜折射后将变为平行光,如图乙所示.
平行于主光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点,如图甲所示. 由光路可逆性可知,会聚地射向凹透镜对侧虚焦点的光线,经凹透镜折射后,平行于主轴射出,如图乙所示.
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射后,折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主光轴,使它的光束变窄、变收缩.
如图所示. 图甲中,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;图乙中,原来发散的光线经过凸透镜后会聚在焦点之外;图丙中,点光源S发出的光经过凸透镜折射后仍然是发散光线,只是比原来会聚了.
凹透镜对光线有发散作用,如图甲所示,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;如图乙所示,射向凹透镜对侧焦点以外的会聚光线变成发散光线.
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,物体总是放大的吗?
猜想与假设 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. ⒈物体离凸透镜的距离远,成倒立、缩小的实像. ⒉物体离凸透镜的距离较近,成倒立、放大的实像. ⒊物体离凸透镜的距离很近,成正立、放大的虚像.
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,使它们的中心在同一高度上,就能使烛焰的像成在光屏的中央了.
如何测定凸透镜的焦距? 根据凸透镜特性,让平行光(如太阳光)沿主轴方向入射到凸透镜上,在另一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,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.
实验数据记录表格像与物距的关系凸透镜的焦距f=___cm
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,读出物距(u)与像距(v)的值填入数据记录表.分析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦距的关系.
3.当光屏上出现倒立、放大的像时,读出物距(u)与像距(v)的值填入数据记表.分析数据找出物距、像距和两倍焦距、一倍焦距的关系. 4.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?该怎样观察? 5.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,会有什么现象呢?
根据实验数据,得出最终结论:当u>2f时,成倒立、缩小的实像,f<v<2f.当f<u<2f时,成倒立、放大的实像,v>2f.当u<f时,成正立、放大的虚像.当u=2f时,成倒立、等大的实像,v=2f.当u=f时,不成像.
实验拓展 1.在实验中,你能发现实像和虚像的分界点在什么位置吗? 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.
实验思考: 1.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? 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,成虚像时物像同侧.
3. 当凸透镜成实像时,随着物距的减小,像距是怎样变化的? 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.
规律精炼: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;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;像儿跟着物体跑.
课堂练习:1.一凸透镜的焦距是8 cm,将点燃的蜡烛放在 离凸透镜12 cm处,则所成的像是 ( ) A.正立、缩小的虚像 B.倒立、放大的实像 C.倒立、缩小的实像 D.倒立、缩小的虚像
2.小明在做“探究凸透镜成像的规律”的实验 时,所用凸透镜的焦距为15 cm.将图甲所 示的蜡烛放在距离该透镜35 cm处时,蜡烛 在光屏上所成的清晰的像是图乙中的( )
3.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 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 ( ) A.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 C.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
4.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_____点时, 凸透镜右侧光屏上成的像最大,像是______ (选填“正立”或“倒立”)的.
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