第五章 第3节 凸透镜成像的规律

【课程导入】

小时候用放大镜烧纸，纸为什么会烧着？

【新知讲解】

※知识点一：凸透镜成像的规律 1、实验探究：

提出问题：改变物体与透镜之间的距离，可以得到不同的像。那么，透镜与物体之间的距离以及透镜的焦距是怎样影响像的大小、正倒的呢？

猜想1：像的大小可能跟物体到凸透镜的距离有关系，并且，物体越近成的像越大。

猜想2：像是倒立还是正立很可能跟它与物体是否在同侧有关。 设计实验： （1）实验准备

把凸透镜、蜡烛、光屏依次摆放在光具座上，点燃蜡烛，调整烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度。利用太阳光聚焦法测定凸透镜焦距，f＝12 cm（最好在10～20 cm之间）

(2）步骤

①把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上，调整光屏到透镜的距离，在光屏上

得到烛焰清晰的像。观察像的大小、正立还是倒立，分别测出烛焰、烛焰的像到凸透镜的距离，记录在表格中。

①把蜡烛向凸透镜移近几厘米，放好后重复以上操作(多测几次）直到在光屏上看不到烛焰的像。

①继续把蜡烛移向凸透镜进行观察。如何去观察到烛焰的像？像在哪里？注意像的特点。 进行实验：

按上述计划操作，进行实验，把数据记入下表。

凸透镜的焦距：10 cm 蜡烛的高度：6 cm 蜡烛到透镜的距离(cm） 45 22 15 12 8 5 注意：

①物距：物体到透镜的距离简称物距，用字母u表示。 ①像距：像到透镜的距离简称像距，用字母v表示。

①实像：能在光屏上呈现的像，它是由实际光线会聚而成的。

①虚像：不能在光屏上呈现出来的像，不是由实际光线会聚而成的，是实际

光线的反向延长线相交而成的。对虚像，需要从光屏一侧透过凸

像到透镜 11 18.3 26 40 像的大小 小 小 大 大 大 大 像的倒正 倒 倒 倒 倒 正 正 透镜才能看到。

2、凸透镜成像规律：(焦距f；物距u；像距v） 总结：凸透镜成像规律如下表

像的性质 物距u和焦距的关系 正立或 倒立 u＞2f u＝2f f＜u＜2f u＝f u＜f 正立 放大 倒立 倒立 倒立 缩小或 放大 缩小 等大 放大 实像或虚像 实像 实像 实像 不成像 虚像 同侧 放大镜 同侧或 异侧 异侧 异侧 异侧 照相机 投影仪 像的位置 应用 (1)选择焦距为12 cm左右的凸透镜进行探究，这样测量物距、像距时比较方便。 (2)在摆放仪器时，为使烛焰的像成在光屏的中央，要使烛焰、凸透镜和光屏的

中心“共线”（在同一直线）和“等高”（在同一高度）。

(3)控制变量法和数据归纳法：在探究凸透镜成像的规律中，像距与物距、焦距

都有关系，实验中，前后所用的凸透镜不变，也就是保证凸透镜的焦距不变，探究了像距与物距的关系，用的就是控制变量法；在得到四种成像情况中的物距和像距的各两组数据后，对数距进行分析比较，总结归纳出凸透镜成像的一般规律，用的就是数据归纳法。 3、凸透镜成像的动态规律

（1）当u>f时，凸透镜成倒立的实像，像位于凸透镜异侧，物距逐渐减小，像距将逐渐增大，像逐渐增大。（成实像时，物近，像远，像变大。实像都是倒立的，倒立的都是实像）

物距减小 （增大）

像距增大 （减小）

像变大 （变小）

（2）当u

物距减小 （增大）

像距减小 （增大）

像变小 （变大）

（3）u＝f是成实像和虚象，正立像和倒立像，像物同侧和异侧的分界点。 （4）u＝2f是像放大和缩小的分界点

（5）当像距大于物距时成放大的实像（或虚像），当像距小于物距时成倒立缩小的实像。

（6）若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能得原因有： 蜡烛在焦点以内；烛焰在焦点上；烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度；蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。

（7）成实像时，u＋v≥4f（u＝2f时u＋v＝4f）

物近、像远、像大，物远、像近、像小”；“一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小”。

4、对凸透镜成像的理解及实验注意

（1）物距一定,物体垂直主光轴向上、向下或向左、向右移动时，虚像的移动方向跟物体移动方向是一致的；实像的移动方向跟物体移动方向恰好相反，即物向上移，像要向下移，物向左移，像要向右移。

（2）透镜一部分被遮挡，这部分不透光,其余部分仍透光，仍能成完整的像，只不过像变暗些。透镜破裂后去掉一部分，就相当于遮挡了一部分，像的大小、位置不变，只是变暗些。