中学物理凸透镜成像原理及规律之欧阳化创编文档格式.docx

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学习难点:

  凸透镜成像规律的探究和总结过程。

知识要点梳理:

探究凸透镜成像规律:

实验:

从左向右依次放置蜡烛、凸透镜、光屏。

  1、调整它们的位置,使三者在同一直线(光具座不用);

  2、调整它们,使烛焰的中心、凸透镜的中心、光屏的中心在同一高度。

凸透镜成像规律:

物距

(u)

像的性质

像 距

(v)

应用

倒正

实虚

放大或缩小

u>2f

倒立

实像

缩小

f<v<2f

照相机

u=2f

等大

v=2f

特点:

实像大小转折点

f<u<2f

放大

v>2f

幻灯机

u=f

不 成 像

像的虚实转折点

u<f

正立放大虚像

v>u

放大镜

规律方法指导:

一、要解决凸透镜成像问题,同学们要弄清以下几个问题:

  1.跟主光轴平行的光线,经过凸透镜折射后通过焦点;

  2.通过焦点的光线,经凸透镜折射后跟主光轴平行;

  3.通过光心的光线,经过凸透镜折射后方向不变。

  现在,我们利用这三条光线完成凸透镜成像规律作图,作法:

①画一直线表示主光轴;

  ②把透镜放在主光轴中央,从透镜的位置开始在左右两边的轴上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置;

  ③物体分别放三个位置(u<f、f<u<2f、u>2f);

  ④画出平行于主光轴的光线被凸透镜折射后经过焦点的光线.;

  ⑤通过焦点的光线被凸透镜折射以后平行于主光轴射出;

  ⑥两条折射光线在透镜另一侧相交于一点;

  ⑦过这一点作垂直主光轴的线,这就是物体的像;

  ⑧若两条折射光线在透镜另一侧不相交,反向延长,交于物体与透镜的同侧;

  ⑨过这一点作垂直主光轴的线,用虚线表示其成的像为虚像,如图所示:

               

二、凸透镜成像规律口决记忆法:

口诀一:

  一焦(点)分虚实,二焦(距)分大小;

成虚像时:

物近像近像变小;

成实像时:

物近像远像变大。

口诀二:

  物远实像小而近,物近实像大而远, 

  如果物放焦点内,正立放大虚像现;

 

  幻灯放像像好大,物处一焦二焦间, 

  相机缩你小不点,物处二倍焦距外。

口诀三:

  凸透镜,本领大,照相、幻灯和放大;

  二倍焦外倒实小,二倍焦内倒实大;

  若是物放焦点内,像物同侧虚像大;

  一条规律记在心,物近像远像变大。

  注1:

为了使幕上的像“正立”(朝上),幻灯片要倒着插。

  注2:

照相机的镜头相当于一个凸透镜,暗箱中的胶片相当于光屏,我们调节调焦环,并非调焦距,而是调镜头到胶片的距离,物离镜头越远,胶片就应靠近镜头。

三、放大倍数:

κ=

初中阶段不必掌握,但应知道:

①、当ν>μ时,成放大的像;

②、当物体位于凸透镜一倍焦距以内时,物体越靠近焦点,所成的虚像越大。

经典例题透析:

凸透镜的应用1、在使用照相机时,下列做法中正确的是

  A.拍摄远景时,应当将镜头向前伸

  B.拍摄近景时,应当将镜头向前伸

  C.阴天拍摄景物时,应当把光圈的数值调小

  D.阴天拍摄景物时,应当缩小光圈

  解析:

照相机的镜头为凸透镜,胶片相当于光屏,拍摄远景物,指的是景物离镜头较远,也就是物距较大.根据照相机的原理,像很小,像距很小,应当减小镜头与胶片之间的距离,胶片无法移动.只能将镜头后移,反之,在拍摄近景时,应当加大胶片与镜头的间距,将镜头向前移,由此可判定选项A不正确,选项B正确。

  光圈是镜头前边开口的障碍物,它的作用是只让光从所开的口中通过,控制进入镜头的光量,在阴天,景物发出或反射的光线较弱,因此,阴天拍摄景物时应当加大进光量,而光圈的数值越小,进光量越大,从而得知,选项C正确。

  答案:

BC

  总结与升华:

1、使用照相机时,需要的像要清晰,曝光适度,采用调节光圈、距离、时间的方法满足要求,一般情况下,物体固定不动,物距确定,根据具体情况改变像距使物体成清晰的像在胶片上,应当说明,放大或缩小光圈,只能改变进入照相机光量的多少,不会影响像的完整性,决不会因为减小光圈使物体的像少了一部分。

  2、照相机镜头变脏,因物体附着镜头上,因此成的是虚像,不会在胶片上留下污点的像,只是进入照相机光量的减少,使像片变暗。

  举一反三:

  照集体像时,发现有人没进入镜头,应先要调节照相机,

  A.增大物距,使照相机后移

  B.减小像距,可缩短暗箱长度

  C.增大进光量,开大光圈

  D.将快门数字调大

解析:

没有人进入镜头,说明要成的像太大,若要使全体人员进入镜头,则需要使成的像小些,根据成像规律,像要变大,像距也须变大,而物距必须变小,反之,像要变小,像距也须变小,而物距必须变大,这样就需增大物距,使照相机后移,或减小像距,可缩短暗箱长度,所以选项A、B正确;

增大进光量、开大光圈,只是增大进入照相机的光量,将快门数字调大,曝光时间变化,不会影响像的完整性。

AB

  2、放投影片时,在屏幕上得到的是胶片上图像的

  A.正立放大的虚像

  B.正立放大的实像

  C.倒立放大的虚像

  D.倒立放大的实像解析:

屏幕上的图像比胶片上的图像大,是一放大的像,解决本题的关键是正确理解正立的像还是倒立的像?

是实像还是虚像?

正立、倒立指的是物像关系,在屏幕上的景物确定是正立的,但这只是屏幕呈现的情况,而不是物像关系,在放投影片时,必须倒置,因为胶片上的图像与屏幕上的像是倒立关系,屏幕上呈现的是胶片上图像的倒立像。

  “实像”由实际光线的交点组成,能够用屏幕显示,“虚像”处没有实际光线通过,它由经过透镜或经平面镜反射的反向延长线交点组成,无法在屏幕上显示,只能用眼睛或仪器观察,屏幕能得到胶片上的图像是实像,选D。

D

 举一反三:

  投影仪是根据凸透镜能成__________像的光学原理制成的,在投影时由于屏幕上的画面太小,同学们看不清楚,需让画面再大些,调节的方法是,向__________调镜头(填“上”或“下”),同时投影仪与屏幕的距离要__________。

根据凸透镜成像特点:

“物近像远像变大”可知:

要想让像大一些,则物距应变小,像距变大;

胶片不动,因此镜头下调,同时增大像距,即投影仪与屏幕的距离要增大。

放大,下,增大

凸透镜的成像规律3、小王在看地图时,有一个细小地方总是看不清楚,他想放大了再看,于是将地图放在玻璃板下,在玻璃板上滴一滴水,于是看清楚了,请你帮他分析,这是为什么?

答案:

水滴中间厚,是一个凸透镜,地图与水滴间的距离较小,可以看成是物距小于一倍焦距,因此通过水滴看到的是地图放大的像。

当物距小于一倍焦距时,凸透镜成正立放大的虚像,人们根据这一原理做成放大镜,但它仍是凸透镜,要想当放大镜使用,必须控制物距小于一倍焦距,在这个范围内,物体越靠近焦点,所成的虚像越大。

小红是位集邮爱好者,在她使用放大镜光看邮票时,觉得邮票上的字太小,她应该怎样做?

在使用放大镜时必须控制物距小于一倍焦距,在这个范围内,物体越靠近焦点,所成的虚像越大,因此,她应该让邮票离凸透镜稍远些,但不能超出一倍焦距。

  4、吴越同学在研究凸透镜成像规律时,他把蜡烛放在透镜前25cm时,在后面移动光屏,当光屏距透镜14cm时呈现了一个缩小的像,请你分析,当他把蜡烛放在透镜前6cm时,物体能不能在光屏上成现一个清晰的像?

像成在光屏上,应为实像,此时ν<μ时,成缩小的像。

此时u>2f、f<v<2f;

  即:

25cm>2f;

f<14cm<2f;

  解这两个不等式可知:

7cm<f<12.5cm;

当我们把蜡烛放在透镜前6cm时,物距小于一倍焦距,因此在光屏上不能成像。

在解决这类问题时,同学们应熟记透镜成像的规律,结合数学知识,首先判断出焦距的范围,再根据这个范围作出进一步的判断。

不能

在上题中,如果吴越同学把蜡烛放在透镜前15cm时,在光屏上能不能成现一个清晰的像?

若能成,像是放大的还是缩小的?

把蜡烛放在透镜前15cm时,物距大于一倍焦距,因此能在光屏上成像。

又因为7cm<f<12.5cm,所以14cm<2f<25cm因此,15cm可能大于二倍焦距也可能小于二倍焦距,因此所成的像有可能是放大的实像也有可能成缩小的实像。

凸透镜的成像作图5、如图所示,有物体AB和它所成的像

,请你找到透镜的位置和焦点的位置。

 

首先观察物与像的特点,可以看出,该透镜为凸透镜,首先连接

和主光轴相交于O点即光心,过光心O做透镜的垂线即得凸透镜,过点B作主光轴的平行线折射后与

相连,得到焦点F。

作主光轴的平行线,连接B可得另一焦点F。

                 

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