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凸透镜成像.doc

凸透镜成像

一双红色高跟鞋
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《凸透镜成像doc》,可适用于综合领域

第五节科学探究:凸透镜成像一、课前知识准备什么叫凸透镜?什么叫凹透镜?利用太阳光怎样测量凸透镜的焦距?(答案:中间厚、边缘薄的叫凸透镜中间薄、边缘厚的叫凹透镜。将凸透镜正对着太阳光再把一张纸放在它的另一侧来回移动让纸上的光斑变得最小最亮为止.测量这个最小、最亮的光斑到凸透镜的距离即为焦距。)把物体置于凸透镜主光轴上距透镜cm透镜的焦距为cm则物体通过透镜成的像是立的像.若将物体向透镜方向移动了cm则物体的像将向方向移动同时像变为立的像.(答案:倒、缩小、实、远离透镜、倒、放大、实)二、名师解读点拨知识点:凸透镜如图所示让凸透镜正对着太阳光拿一张白纸在它的另一侧来回移动发现纸上有一亮点这个点叫   表明凸透镜       换用凹透镜不能得到上述现象并且透镜的正下方的纸比周围纸偏暗表明凹透镜       .答案:焦点能使光会聚能使光发散 【比较】项  目凸透镜凹透镜外  形中间厚、边缘薄中间薄、边缘厚对光线的作用对光线有会聚作用对光线有发散作用焦  点平行主轴的光线经透镜折射后实际光线会聚的点(实焦点)平行主轴的光线经透镜折射折射光线的反向延长线会聚的点(虚焦点)光路图  掌握三条特殊光路:①平行于主光轴的光线折射后通过焦点对凹透镜来说是折射光线的反向延长线经过虚焦点②通过焦点的光线(对凹透镜而言是指其延长线通过焦点的光线)折射后与主光轴平行③通过光心的光线不改变光的传播方向【易淆点】透镜的“会聚”与“发散”作用在左下图中两条折射光线相对于两条入射光线的传播方向“相互靠近”了这就是凸透镜对光起会聚作用的结果这时的两条折射光线不是会聚而是发散的可见会聚作用并不等于会聚!   同理在右上图中两条折射光线相对于入射光线的传播方向“相互远离”了这就是凹透镜对光的发散作用这时的两条折射光线不是发散而是会聚的可见发散作用也不等于发散!可见判断透镜的“会聚”、“发散”作用的最简单方法就是将原光线延长将入射光线的传播方向和经透镜折射后光线的传播方向进行比较若通过透镜后的光线相对于原方向向主轴偏折即为会聚向外偏折即为发散不能简单地认为折射光线交到一点就是对光起会聚作用否则就是发散实际上对透镜来说光线总是向厚的一边偏折射。知识点:凸透镜成像在研究凸透镜成像的实验中:()光具座上应放有凸透镜、光屏和蜡烛  应当放在其它两种器材之间为了使烛焰的像能成在光屏中央要调整凸透镜和光屏的高度使它们的中心         ()当在光屏上得到一个清晰、缩小的实像时说明蜡烛在凸透镜   若想得到一个清晰放大的实像蜡烛应向   方向移动同时光屏应向  方向移动.像的大小是逐渐  若无论怎样移动光屏都不能接收到蜡烛的像说明蜡烛处于  的范围了.()利用凸透镜在光屏上已得到烛焰清晰的实像此时如果用黑纸遮住透镜的下半部分则光屏上的像(  )  A.上半部没有了  B.下半部没有了  C.整个像缩小了  D.整个像变暗了答案:()凸透镜同一高度()二倍焦距之外靠近透镜远离透镜变大小于一倍焦距()D【理解】凸透镜成像原理以烛焰通过凸透镜成像为例如右图烛焰可看作是由许多发光点组成的每个发光点射向凸透镜的光线有无数条这无数条光线经凸透镜折射后会聚到一点这一点就是发光点的像点全部的像点构成了烛焰的像.【注意】若用纸板档住凸透镜的上半部下半部的光仍能会聚起来组成物体的完整的像.但会聚的光少了所得的像亮度将变暗.【明确】凸透镜成像规律:  物距u         像 的 特 点倒或正 缩小或放大 实或虚像距  vAu>f倒立缩小 实像f<v<f(v<u)Bu=f倒立 等大 实像v=f (v=u)Cf<u<f倒立 放大 实像v>f (v>u)Du=fEu<f正立 放大 虚象物像同侧(v>u)一焦分虚实。u=f是成实像与虚像分界点u>f成实像,u=f不成像,u<f成虚像二焦分大小。u=f是成缩小的像与放大的像分界点u>f成缩小的实像,u=f成等大的实像,f<u<f可成放大的实像.u<f成放大的虚像成实象时物近像远像变大。物距从远大于倍焦距减小到等于倍焦距的过程中像距从稍大于焦距逐渐增大到等于倍焦距物距大于像距一直到等于像距透镜另一侧的像逐渐变大一直到与物体等大物体与像的距离由很大逐渐减少到倍焦距物距从稍小于倍焦距减小到稍大于焦距的过程中像距从稍大于倍焦距逐渐增大到远大于倍焦距像距大于物距透镜另一侧的像逐渐变大物体与像之间的距离由稍大于倍焦距逐渐增大到很大。成虚象时物近像近像变小。当物距在稍小于焦距处向凸透镜靠近的过程中虚像越来越小。实象皆倒立虚象皆正立。()凹透镜对物体只能成正立、缩小的虚像【易淆点】放大的像与像变大放大的像指所成的像的大小比物体的大小大像变大指物体到镜子的距离发生变化时像相对于原来的像变大。像变大不等于所成的像是放大的如物距从大于倍焦距减小到等于倍焦距的过程中所成的像是缩小的但像逐渐变大的【辨别】凸透镜和凹透镜()用手摸中间厚边缘薄的是凸透镜中间薄边缘厚的是凹透镜.(精密的光学仪器不能用此法)  ()用平行光检测对光起会聚作用的是凸透镜对光起发散作用的是凹透镜.()用光屏检测能在光屏上呈现像的是凸透镜不能在光屏上呈现像的是凹透镜.【辨析】虚像和实像()凸透镜成实像            ()凸透镜成虚像虚像不是实际光线会聚成的因此不能像投影仪或电影那样用屏幕去承接也不能用胶片去感光只能用眼睛直接观察。虚像是“虚”的但人眼视网膜上的像却是实实在在的如果光线进不了人眼那人眼也就看不见那个物体了。实像是射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的是实际光成的会聚点能用光屏承接。可以回顾平面镜成虚像的情况明白实像与虚像的区别面镜由反射成像透镜由折射成像三、拓展整合创新类型之一:凸透镜【例】(年重庆市)当小玲在观察阳光通过甲、乙两个眼镜在地面上形成的光斑时发现两个眼镜形成的光斑不同。阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮而阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗由此可以判断眼镜甲是  透镜眼镜乙是  透镜。      解析:阳光通过眼镜甲形成的光斑中间较四周亮说明眼镜甲对光有会聚作用可以判断眼镜甲是凸透镜阳光通过眼镜乙形成的光斑中间较四周暗说明眼镜乙对光有发散作用眼镜乙是凹透镜透镜。答案:凸凹【例】图是一束光线通过透镜的光路图其中正确的是  ( )解析: A图应是通过光心的光线方向不变B图应是跟主光轴平行的入射光线经凸透镜折射后通过焦点D图经凹透镜折射后的光线应变得发散.答案:C变式题:(·南京)图表示分别从凸透镜的两倍焦距和一倍焦距处射出透镜的光线.请在图中画出它们通过透镜后的光路(P是与透镜距离等于倍焦距的位置). 解析:如图所示由从凸透镜焦点发出的入射光线经折射后与主光轴平行作过F点入射光线的折射光线.由物体在凸透镜二倍焦距处成倒立等大的实像在二倍焦距处作过P点入射光线的折射光线.类型之二:凸透镜成像【例】(年连云港市)如图是用来研究凸透镜成像规律的实验装置示意图(屏未画出)当蜡烛和透镜放在图示位置时通过移动光屏可以在光屏上得到与物体等大的像。若透镜位置不变将蜡烛移到刻度为cm处则(cm)A.移动光屏可以在屏上得到倒立放大的像B.移动光屏可以在屏上得到倒立缩小的像C.移动光屏可以在屏上得到正立放大的像D.不论光屏移到什么位置都不能在屏上得到清晰的像解析:根据凸透镜成像规律可知在光屏上得到与物体等大的像u=v=f=cmf=cm。若透镜位置不变将蜡烛移到刻度为cm处此时物距u=cm<f所以不论光屏移到什么位置都不能在屏上得到清晰的像。答案:D变式题:某同学做“研究凸透镜成像”的实验在实验中固定了透镜无论怎样移动蜡烛和光屏在光屏上都找不到像则原因是。找到原因后在光屏上得到了像如果蜡烛燃烧时间较长蜡烛变短则光屏上的像将向移动(选填“上”或“下”)。解析:题中说“无论怎样移动蜡烛和光屏在光屏上都找不到像”说明不是物距或像距的原因所以只有一个可能即蜡烛火焰中心、光屏中心与透镜中心不等高。如果蜡烛燃烧时间较长蜡烛变短根据凸透镜成像原理可知光屏上的像将向上移动。答案:蜡烛火焰中心、光屏中心与透镜中心不等高上点评:在光屏上找不到像的原因很多如物距小于焦距、蜡烛放在凸透镜的焦点上、蜡烛虽放在凸透镜的焦点外但靠近焦点使所成像的像距过大超过了光具座的长度这些情况(当然也包括蜡烛火焰中心、光屏中心与透镜中心不等高)无论怎样移动光屏在光屏上都找不到像。类型之四:综合应用创新【例】一种手电筒上所有的聚光小电珠如图所示其前端相当于一个玻璃制成的凸透镜灯丝(可看作一个点光源)发出的光通过它出射时出射光束(图中实线所示)比无此透镜时的光束(图中虚线所示)要窄即它可减小光束的发散有聚光功能。在这种小电珠中灯丝应位于( )A.凸透镜的焦点以内。B.凸透镜的一倍焦距和两倍焦距之间。C.凸透镜的焦点处。 D.凸透镜的两倍焦距处。解析:把发光的灯丝视为一点光源由凸透镜成像的规律可以得出灯丝发出的光通过凸透镜后所成光束的形状.当灯丝S位于凸透镜焦点以外(即它与透镜的距离大于倍焦距)时S通过透镜会成一个实像S’如图所示由图可见此时透过透镜形成的光束是先会聚成一点后再发散  当灯丝S位于凸透镜的焦点上(即它与透镜的距离等于l倍焦距)时s发出的光通过透镜后成为一平行光束如图所示  当灯丝S位于凸透镜的焦点以内(即它与透镜的距离小于倍焦距)时S通过透镜生成一虚像S’S’与S居于透镜的同侧且S’离透镜较远而在透镜的另一侧看起来则光线好像是从S’点发出的一样如图所示此时射出的光束比无此透镜时的光束(图中透镜左侧由S射出的光束)要窄一些.由上分析知形成图所示的光束小电珠的灯丝应位于凸透镜的焦点以内.答案:A四、当堂检测反馈.如图画出了光通过透镜前后的方向填上适当类型的透镜.  解析:根据凸透镜对光的作用图()是折射光线在透镜另一侧向外发散光线应画凹透镜.图()是由焦点发出的光线在透镜另一侧平行射出应画凸透镜.根据凸透镜对光有会聚作用所谓会聚作用是指将折射光线和入射光线相比较而言是相互靠拢的.根据凹透镜对光有发散作用所谓发散作用是将折射光线和入射光线相比较而言是相互远离的.图()是相互远离应画凹透镜图()是相互靠拢应画凸透镜.答案:()凹透镜 ()凸透镜 ()凹透镜 ()凸透镜 .如图所示一玻璃砖内有一凸形气泡一束平行光垂直射向玻璃砖的侧面通过玻璃砖后光线将会(  )  A.仍然平行  B.会聚  C.发散  D.无法确定  解析:从图中同学们若不进行分析很容易选B为答案这是错误的.因为凸形是气泡不是玻璃元件故它不是凸透镜这是一块玻璃砖被气泡分成两部分这两部分都是中间薄边缘厚是凹透镜.因此对照过去的平行光有发散作用所以C是正确的.答案:C.关于观察凸透镜成像的问题中下列说法中正确的是(  ).A.只有用光屏才能看到实像B.当透镜成实像时不用光屏在一定区域内也能看到实像C.不用光屏也能看到实像而且观察区域与用光屏时一样D.不用光屏只能看到缩小的实像.答案:B如图所示鱼缸中只有一条小鱼而眼睛从A点可以观察到两条一条鱼的位置变浅另一条鱼变大.前者是由于形成的像(填“实”或“虚”)后者是由于鱼缸的侧部分(填“左”或“右”)等效凸透镜而形成的像(填“实”或“虚”).答案:在水面处发生折射虚右虚(·桂林)张强同学在光具座上做“研究凸透镜成像”的实验中当光屏、透镜及烛焰的相对位置如图所示时恰能在光屏上得到一个清晰的像.由此判断他所用凸透镜的焦距  (  ) A.一定大于cm B.一定在cm到cm之间 C.一定小于cm  D.一定在cm到cm之间解析:由u=cm与v=cm可知u>f即cm>f则f<cmf<v<f即f<cm<f则cm<f<cm两个不等式解集为cm<f<cm.答案:D 五、课后延伸阅读作凸透镜成像光路图  内容在物理学中经常用图把有关现象或过程简单明了地表现出来那么能否通过作图把凸透镜成像规律形象化地表现出来  过程问题提出后教师鼓励学生大胆的猜想动手作图寻求解决问题的方法.  要解决问题同学们要弄清以下几个问题:  .跟主光轴平行的光线经过凸透镜折射后通过焦点.  .通过焦点的光线经凸透镜折射后跟主光轴平行.  .通过光心的光线经过凸透镜折射后方向不变.  结果作法:  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倍焦距的位置.  ③物体分别设三个位置(u<f、f<u<f u>f)  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同侧.  ⑨过这一点作垂直主光轴的线用虚线表示其成的为虚像如图所示:测凸透镜焦距的方法  方法一:a.让凸透镜正对着太阳光拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑最小为止  b.用刻度尺测出光斑到凸透镜的距离D  c.凸透镜的焦距f=D.  方法二:a.在光具座上从左至右依次放蜡烛、凸透镜、光屏点燃蜡烛调整蜡烛、凸透镜、光屏使它们的中心在同一高度移动凸透镜和光屏直到光屏上出现倒立等大的实像为止  b.测出蜡烛到凸透镜的距离D  方法三:a.在一条直线上从左至右依次放点光源S、凸透镜、平面镜(凸透镜、平面镜与直线垂直)移动点光源点光源发出的光经凸透镜折射、平面镜反射又经凸透镜折射会聚成的光斑S’与S重合为止如图.b.用刻度尺测出点光源到凸透镜的距离Dc.凸透镜的焦距f=D.()让凸透镜正对着太阳光拿一张白纸在它的另一侧来回移动直到纸上的光斑最小、最亮.用刻度尺量出这时光斑到凸透镜的距离ff即为凸透镜的焦距()使凸透镜竖立画出它的主光轴让一束激光平行于主光轴射向凸透镜用刻度尺量出折射线与主光轴的交点到凸透镜的距离ff即为凸透镜的焦距()在凸透镜成像的实验中调节蜡烛和屏到凸透镜的距离使烛焰在屏上的像恰好跟烛焰一样大小用刻度尺量出这时蜡烛到凸透镜的距离d凸透镜的焦距()用某种专用仪器往凸透镜上量仪器示数即为凸透镜的焦距第五节《科学探究:凸透镜成像》同步练习快乐自主研学一、选择题:、凸透镜对光线具有的作用是(  )A、光通过凸透镜成平行光     B、对平行于主光轴的光线才有会聚作用C、对任何一个光束都有会聚作用    D、对成像的光束都有会聚作用、凸透镜的焦距是CM把点燃的蜡烛放在距凸透镜CM处则蜡烛通过凸透镜成的像是(  )A、倒立、缩小的实像              B、正立、缩小的实像C、倒立、放大的实像              D、正立、放大的虚像、当一个物体从离凸透镜一倍焦距处沿主光轴移到离凸透镜四倍焦距外那么像( )A、逐渐增大 B、逐渐减小  C、先增大后减小   D、先减小后增大、小军拿着一个直径比较大的放大镜伸长手臂观看远处的物体可以看到物体的像下列说法正确的是(  )A、观察到的一定是正立的像      B、观察到的一定是虚像C、观察到的一定是放大的像      D、观察到的一定是倒立的像、物体通过凸透镜所成的像无法在光屏上显示的像是(  )A、正立的像   B、倒立的像   C、放大的像   D、缩小的像、在焦距为CM的凸透镜前cm处一支蜡烛以Cms的速度向凸透镜走近蜡烛运动s则蜡烛最后成的像是(  )A、倒立、放大的实像      B、倒立、缩小的实像C、正立、放大的虚像    D、正立、缩小的虚像二、填空题:、通过水滴看书上的字字是的(填“缩小”或“放大”)此时水相当于镜。、在研究凸透镜成像的实验中直线上A、B、C三点分别用于放置器材如图所示其中B点应该放(选填“光屏”、“凸透镜”或“蜡烛”)要在光屏上得到清晰的倒立、缩小的像应该把蜡烛放在离凸透镜焦距的地方。、在研究凸透镜成像的是实验中:()在光具座上依次摆放好蜡烛、凸透镜、光屏当点燃蜡烛后无论怎么调整它们之间的距离都不能在光屏上得到清晰的像原因是()经过调整后,光屏上已经成一清晰缩小的像,要在光屏上成放大清晰的像,则蜡烛到凸透镜的距离应该(填“增大”“减小”或“不变”)()要想成放大的虚像蜡烛到凸透镜的距离应,生活中的镜就是利用这一成像特点的应用。三、做图题:、根据入射光线和折射光线在右图中画出适当的透镜。、如下图所示画出经过凸透镜折射后的两条光线。探索与实践、小林爸爸在他生日时买了几个凸透镜给他那是三个大小、形状完全相同的凸透镜分别由玻璃、水晶、塑料制成的现小林想要探索“大小、形状相同的凸透镜的焦距与制作材料是否有关”请你帮他设计这次探索的全过程完成如下工作:()这次探索所需要的材料有哪些?()请设计一个探索的步骤()请设计实验现象或数据记录表格()在探索过程中你运用了哪一种主要的科学方法?生活拓展、有一副眼镜如何知道它是凸透镜还是凹透镜?如果知道了是凸透镜那又如何测量出它的焦距?、小明的老师在使用投影仪时细心的小明发现当老师站在银幕前时银幕上出现了老师的身影而在投影仪的镜头上附着的几个黑点银幕上却没有出现你知道这是为什么吗?请发表你对此现象的见解。第五节参考答案:、C、C、B、B、A、A、放大放大镜、凸透镜大于倍焦距、三者的中心不在同一高度减小小于倍焦距放大镜、凹透镜凸透镜凹透镜、略、略、略、略文档已经阅读完毕请返回上一页!

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