5.3 凸透镜成像的规律
第1课时 探究凸透镜成像的规律
1.知道物体成缩小实像的条件及其应用.
2.知道物体成放大实像的条件及其应用.
3.知道物体成放大虚像的条件及其应用.
物体成倒立缩小实像
阅读课本第97页、第98页，查阅资料，完成下列填空：
1.物体成倒立缩小实像的条件是：物距在两倍焦距以外的范围，像距在一倍与两倍焦距之间的范围.
2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律？
照相机.
请各小组同学相互合作，完成下列实验.
1.取一支蜡烛，一个焦距为10cm的凸透镜，一个光屏，一个光具座.从左至右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调整透镜、光屏，使它们的中心与烛焰的中心在同一高度.
2.分别让蜡烛与透镜的距离为80cm、60cm、40cm、30cm、25cm，并分别调节光屏的位置，使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中，像相对于原物体都是缩小（填“放大”或“缩小”）、倒立（填“正立”或“倒立”）的实像.物距的共同点是大于2f，像距的共同点是在f与2f之间，说明物体成倒立缩小实像的条件是：物体在凸透镜的2倍焦距以外.
1.实验中，使烛焰中心、光屏中心、凸透镜中心在同一高度，目的是使像成在光屏的中央；实验中，应让蜡烛从离凸透镜很远的地方向凸透镜靠近，每次在光屏上成像时，就记录下像的性质、物距、像距，这样便于寻求普遍规律.
2.可以利用如下作图法理解成像特点.
3.利用上述方法可知，若把物体AB放在2F点上，物体将成倒立等大的实像，且像距也为2f；若把物体AB放在F点上时，物体将不成像.
1.小明用凸透镜、蜡烛、光屏和刻度尺等器材探究凸透镜成像规律.
（1）如图所示，为了测出凸透镜的焦距，小明同学将凸透镜正对着太阳光，再把光屏放在它的另一侧，改变凸透镜与光屏的距离，直到光屏上出现一个最小光亮的光斑，就可以测出该凸透镜的焦距为10.0cm.
（2）小明将烛焰、凸透镜和光屏的中心调到同一高度后，在水平桌面上无论怎样移动光屏，都不能承接到烛焰的像，原因可能是物距小于焦距.
（3）实验一段时间后，蜡烛变短了，要使烛焰的像仍然成在光屏的中心，应该将光屏向 下 移动.
2.如图甲所示是现代城市很多路口安装的监控摄像头，它可以拍下违章行驶或发生交通事故时的现场照片.摄像头的镜头相当于一个 凸 透镜，它的工作原理与照相机（填“照相机”“投影仪”或“放大镜”
）相似.如图乙和丙是一辆汽车经过路口时与一辆自行车相撞后被先后拍下的两张照片，由图可以看出汽车是逐渐远离（填“靠近”或“远离”）摄像头.
物体成倒立放大实像
1.物体成倒立放大实像的条件是：物距在一倍与两倍焦距之间的范围，像距在两倍焦距以外的范围.
2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律？投影仪.
请各小组同学相互合作，完成下列实验：
1.取一支蜡烛，一个焦距为10cm的凸透镜，一个光屏，一个光具座.从左至右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调整透镜、光屏，使它们的中心与烛焰的中心在同一高度.
2.分别让蜡烛与透镜的距离为18cm、15cm、13cm、11cm，并分别调节光屏的位置，使它们每次都出现清晰的像.在这几次实验中，像相对于原物体都是放大（填“放大”或“缩小”）、倒立（填“正立”或“倒立”）的实像.物距的共同点是在f与2f之间，像距的共同点是大于2f，说明物体成倒立放大实像的条件是：物体在凸透镜的1倍焦距与2倍焦距之间.
1.该成像特点同样可以由右面的作图方法进行理解.也可以根据第一条规律由光路可逆的思路进行理解.
2.对比第一条、第二条规律可知：当物距大于2倍焦距时，所成的像都是缩小的，当物距小于2倍焦距时，所成的像都是放大的，由此可见，成实像时，2倍焦距点是放大像和缩小像的分界点.
3.对比第一条、第二条规律可知：当物距逐渐减小时，像距逐渐增大，像也逐渐增大.由此可见，成实像时，有“物近像远像变大”的规律.
小明自制了一个简易投影仪(如图)，在暗室中将印有奥运五环(红、黄、蓝、绿、黑五色环)标志的透明胶片，贴在发白光的手电筒上，并正对着焦距为10cm的凸透镜.调整手电筒、凸透镜、白色墙壁之间的位置，在墙上得到了一个清晰正立放大的像，下列说法错误的是（A）
A.手电筒与凸透镜的距离应小于10cm，且胶片应正立放置
B.手电筒与凸透镜的距离应大于10cm小于20cm，且胶片应倒立放置
C.能从不同角度看到墙上五环标志的像，是因为光在墙面上发生的是漫反射
D.将白色的墙上蒙上一层红布，可以看到奥运标志的像中五环的颜色只有红色和黑色
物体成正立放大虚像
阅读课本第97页、第98页，查阅资料，完成下列填空：
1.物体成正立放大虚像的条件是：物距在一倍焦距以内的范围.
2.生活中常见透镜中哪一个运用了这一条凸透镜成像规律？放大镜.
1.取一支蜡烛，一个焦距为10cm的凸透镜，一个光屏，一个光具座.从左至右依次放好蜡烛、凸透镜、光屏，点燃蜡烛，调整透镜、光屏，使它们的中心与烛焰的中心在同一高度.
2.分别让蜡烛与透镜的距离为8cm、6cm、3cm，在透镜的另一侧无论怎样调节光屏的位置，都不能得到烛焰的像.但是，此时若把眼睛移到光屏的一侧，你会看到正立放大蜡烛的火焰.此时物体成的是放大（填“放大”或“缩小”）的虚（填“实”或“虚”）像.物距的共同点是小于f，说明物体成正立放大虚像的条件是：物体在凸透镜的1倍焦距以内.
1.可由右图理解物体成正立放大虚像的规律.且还可得出：同一凸透镜成虚像时，物体离凸透镜焦点越近，虚像离凸透镜越远，像越大.
2.对比一、二、三条规律可知：物体在一倍焦距外成实像，物体在一倍焦距内成虚像.焦点是成实像和虚像的分界点.
3.对比一、二、三条规律可知：实像都是倒立的，虚像都是正立的.
夏天的早晨，树叶上常常会有一些露珠.透过这些露珠看到的叶脉会更清楚，这是由于露珠相当于一个“凸透镜”，使叶脉放大了.这种情形下，叶脉应该位于“凸透镜”的（A）
A.焦距以内 B.焦距和二倍焦距之间
C.二倍焦距处 D.二倍焦距以外
第2课时 凸透镜成像规律的应用
1.利用凸透镜成像的第一条规律，认识照相机的原理及调节.
2.利用凸透镜成像的第二条规律，认识投影仪的原理及调节.
3.利用凸透镜成像的第三条规律，认识放大镜的原理及调节.
照相机的原理及调节
阅读课本第97页、98页，完成下列填空：
1.凸透镜第一条成像规律是当物体在凸透镜的两倍焦距以外，像在一倍焦距与两倍焦距之间，成倒立缩小的实像.
2.照相机成的像的特征是成倒立缩小的实像.
用老式照相机给小组同学照相，当发现有一个同学没有进入镜头时，照相机是远离小组同学还是靠近小组同学，照相机的镜头是往后缩还是往前伸？这种成像调节的原理是什么？
1.照相机成倒立缩小的实像，这与凸透镜成像规律的第一条“当物体在凸透镜的两倍焦距以外，像在一倍焦距与两倍焦距之间，成倒立缩小的实像”是吻合的.因此，可以利用这条规律来认识照相机.
2.根据凸透镜成实像的规律可知，当物距减小时，像距就会变大，像也会变大.因此，为使所有的同学进入镜头，应缩小照相机所成的实像，所以，应增大物距，减小像距来减小像.所以，照相机应远离小组同学，镜头往后缩.
测绘人员绘制地图时，需从高空向地面照相，若使用的相机镜头焦距为50mm，则胶片到镜头的距离（D）
A.大于100mm
B.等于50mm
C.小于50mm
D.介于50mm和100mm之间
投影仪的原理及调节
阅读课本第97页、98页，完成下列填空：
1.凸透镜第二条成像规律是当物体在凸透镜的一倍焦距与两倍焦距之间，像在两倍焦距之外，成倒立放大的实像；
2.投影仪成的像的特征是成倒立放大的实像.
在投影仪上放上投影片使其成像在白色墙壁上，尝试使白色墙壁上的像变大，则投影片离镜头的距离是变大还是变小？整个投影仪是远离白色墙壁还是靠近白色墙壁？这种成像调节的原理是什么？
1.投影仪成倒立放大的实像，这与凸透镜成像规律的第二条“当物体在凸透镜的一倍焦距与两倍焦距之间，像在两倍焦距之外，成倒立放大的实像”是吻合的.因此，可以利用这条规律来认识投影仪.
2.根据凸透镜成实像的规律可知，当物距减小时，像距就会变大，像也会变大.因此，为使白色墙壁上像变大，应减小物距，增大像距来增大像.所以，投影仪的镜头应靠近投影片，同时投影仪远离白色墙壁.
1.在探究凸透镜成像规律的实验中，当烛焰、凸透镜、光屏处于如图所示的位置时，恰能在光屏上得到一个清晰的像.利用这一成像原理可以制成（A）
A.幻灯机 B.照相机
C.放大镜 D.潜望镜
2.如图是投影仪成像示意图.其中凸透镜的作用是成放大（填“等大”“缩小”或“放大”）、倒立（填“正立”“倒立”）的实像，平面镜的作用是改变光路，使射向天花板的光能在屏幕上成像.如果图中h=40cm，则凸透镜焦距不可能小于 40 cm.
放大镜的原理及调节
阅读课本第97页、98页，完成下列填空：
1.凸透镜第三条成像规律是当物体在凸透镜一倍焦距以内时，成正立放大的虚像；
2.放大镜成的像的特征是成正立放大的虚像.
用放大镜观察书本上的字，在成正立放大虚像的前提条件下，放大镜是离书本近些所观察的虚像大还是放大镜离书本远些所观察的虚像大？这种成像调节的原理是什么？
1.放大镜成正立放大的虚像，这与凸透镜成像规律的第三条“当物体在凸透镜的一倍焦距以内时，成正立放大的虚像”是吻合的.因此，可以利用这条规律来认识放大镜.
2.根据凸透镜成虚像的规律可知，当物距减小时，像距也会减小，像会变小.因此，为使书本上字的虚像变大，应使放大镜远离书本.
1.如图所示，用焦距为10cm的凸透镜，观察一张印有2014年南京青奥会会徽的图片，此时图片到凸透镜的距离应（C）
A.大于10cm小于20cm B.等于20cm
C.小于10cm D.大于20cm
2.如图是小明探究“凸透镜成像规律”时观察到的现象，下列哪种光学仪器的成像原理与其相同（C）
A.投影仪 B.照相机
C.放大镜 D.近视眼镜
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