透鏡成像總結(jié)

課題： 1-5透鏡成像作圖法[教學(xué)目標(biāo)]

一、知識(shí)目標(biāo)：1、知道凸透鏡成像規(guī)律，掌握凸透鏡成像作圖法。2、了解凹透鏡成像特點(diǎn)及凹透鏡成像作圖法。

二、能力目標(biāo)：會(huì)運(yùn)用三條特殊光線畫(huà)凸透鏡成像光路圖。

三、素質(zhì)目標(biāo)：通過(guò)訓(xùn)練學(xué)生按比例畫(huà)出工整美觀的光路圖，寓美育教育于教學(xué)之中，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)的良好品質(zhì)。[教學(xué)重點(diǎn)]

凸透鏡成像作圖法。[難點(diǎn)分析]

規(guī)范地畫(huà)出凸透鏡成像光路圖是學(xué)生學(xué)習(xí)作圖時(shí)的難點(diǎn)。教師在示范畫(huà)圖時(shí)，要強(qiáng)調(diào)作圖的步驟。讓學(xué)生在課內(nèi)作一種凸透鏡成像光路圖，并進(jìn)行講評(píng)，使學(xué)生掌握作圖方法。[分析學(xué)生]

學(xué)生在初中已從實(shí)驗(yàn)觀察中，定性地掌握了透鏡成像規(guī)律�，F(xiàn)在學(xué)生畫(huà)光路圖時(shí)，易出現(xiàn)的問(wèn)題是：不標(biāo)出光心、焦點(diǎn)，不畫(huà)光線上的箭頭。畫(huà)圖比例選擇不當(dāng)，畫(huà)不好光路圖。[教學(xué)設(shè)計(jì)思路]

在學(xué)生已掌握透鏡成像規(guī)律和透鏡傳光情況的基礎(chǔ)上，很快完成透鏡成像演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析出三條特殊光線。教師做示范畫(huà)出一種成像光路圖后，給出物距、焦距，讓學(xué)生自己動(dòng)手畫(huà)出其余兩種成像光路圖。即采用實(shí)驗(yàn)分析和講練結(jié)合的方法完成教學(xué)。[教學(xué)資源]

演示實(shí)驗(yàn)儀器：透鏡、蠟燭（或電光源）光屏。[課時(shí)安排]

1課時(shí)[教學(xué)過(guò)程]

導(dǎo)入新課：（可通過(guò)知識(shí)發(fā)現(xiàn)的背景和知識(shí)的回顧等方法引入）

上節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了有關(guān)透鏡的一些名詞概念，這節(jié)課將研究透鏡成像的規(guī)律，學(xué)習(xí)用幾何作圖的方法描繪透鏡成像的光路圖。在初中我們已從實(shí)驗(yàn)觀察中，定性地掌握了透鏡成像規(guī)律。如果我們用p表示物體到光心的距離物距；用p′表示像到光心的距離像距。用f表示焦距。請(qǐng)問(wèn)：凸透鏡成像規(guī)律怎么描述？

答：當(dāng)p>2f時(shí)，成倒立縮小的實(shí)像；f2、作圖步驟

（1）根據(jù)已知的f、p數(shù)據(jù)選定比例尺，畫(huà)主光軸、透鏡，標(biāo)明光心O。標(biāo)出焦點(diǎn)F、2F點(diǎn)，畫(huà)出表示物體的線段；（2）選物體上兩端點(diǎn)，每點(diǎn)選兩條已知傳播方向的光線，求出像點(diǎn)；（3）連結(jié)像點(diǎn)即得像。

例已知凸透鏡的焦距f=0.45m，物體距透鏡的距離p=1.80m，畫(huà)出物體經(jīng)凸透鏡所成像的成像光路圖，并說(shuō)明像的性質(zhì)。

選定比例尺為1：30，即1cm代表0.3m（圖中p畫(huà)6cm，f畫(huà)1.5cm），按作圖步驟作圖，注意：一般為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，常用一帶箭頭的線段表示物體AB，并使AB與主軸垂直，B點(diǎn)在主軸上。因?yàn)槿鬉B垂直于主軸，則AB也垂直于主軸。

A

FB2F

2FFOBA

fpp′

在求得A點(diǎn)像點(diǎn)A后，過(guò)A點(diǎn)作主軸的垂線，和主軸相交B點(diǎn)，B點(diǎn)即為B點(diǎn)的像點(diǎn)。由圖可知，當(dāng)物體置于凸透鏡2倍焦距以外(p>2f)時(shí)，物體在透鏡的另一側(cè)形成一個(gè)倒立、縮小的實(shí)像，像距大于焦距而小于2倍焦距(f大的實(shí)像，像距大于2倍焦距(p′>2f)，如圖1-21(b)所示。當(dāng)物體位于焦點(diǎn)以內(nèi)（pf時(shí)，像為倒立、放大的實(shí)像；2、當(dāng)p

擴(kuò)展閱讀：凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)

一、凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)

1.u2f時(shí)，fv2f，成倒立縮小的實(shí)像，而且像物分處在透鏡兩側(cè)；生活中具體應(yīng)用是照相機(jī)。

2.fu2f時(shí)，v2f，成倒立放大的實(shí)像，而且像物分處在透鏡的兩側(cè)；生活中具體應(yīng)用為幻燈機(jī)。

3.uf時(shí)，初中不討論此時(shí)的像距，成正立放大的虛像，而且像物處于透鏡的同側(cè)；生活中具體應(yīng)用為放大鏡。

4.u為無(wú)窮大時(shí)，即物體離透鏡無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)（一般將物距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鏡頭的尺寸或入射光為平行光時(shí)就認(rèn)為物距為無(wú)窮大），vf，光屏上可得到一個(gè)極亮極小的亮斑，該亮斑就近似為焦點(diǎn)；生活中常用此方法來(lái)測(cè)量透鏡的焦距。5.兩個(gè)特殊點(diǎn)

u2f時(shí)，成倒立等大的實(shí)像，而且像物分居在透鏡兩側(cè)，此點(diǎn)為像放大與縮小的分界點(diǎn)；

uf時(shí)，不成像，此點(diǎn)為實(shí)像與虛像的分界點(diǎn)。

二、凸透鏡成像規(guī)律在解題中的應(yīng)用1.由焦距、物距判斷像距

例1.用一焦距為20cm的凸透鏡做探究透鏡成像規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果將物體放在距透鏡50cm處，移動(dòng)光屏可接收到一個(gè)清晰的像，則光屏到物體的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)？

解析：要求光屏與物體的距離所在的范圍，必須知道像距的范圍，然后加上物距即可，所以此題轉(zhuǎn)化為求像距的范圍。

已知焦距f20cm，又已知u50cm，即u2f，所以成倒立縮小的實(shí)像，此時(shí)的像距fv2f，即20cmv40cm，所以，光屏到物體的距離D等于uv，即

70cmD90cm。

2.由物距、像距判斷焦距

例2.一物體位于距凸透鏡80cm處，在凸透鏡的另一側(cè)60cm處的光屏上得到一清晰的像，則此凸透鏡的焦距大約在多大的范圍內(nèi)？

解析：根據(jù)凸透鏡成像的規(guī)律可知，當(dāng)物距u大于像距v時(shí)，物體通過(guò)凸透鏡只能成倒立縮小的實(shí)像，因此有以下的不等式成立：

u2ffv2f12

代入數(shù)據(jù)為：

80cm2ff60cm2f解得：30cmf40cm

3.由焦距、像距判斷物距

例3.將物體放在一焦距為12cm的凸透鏡前，在凸透鏡的另一側(cè)距凸透鏡27cm處得到一清晰的像，估算物體離凸透鏡的距離？

解析：因?yàn)閒12cm，而v27cm，所以v2f，即fu2f，因此，

12cmu24cm。

4.根據(jù)成像性質(zhì)判斷焦距

例4.一支點(diǎn)燃的蠟燭距離凸透鏡20cm時(shí)，光屏上得到一個(gè)小于實(shí)物的清晰像；當(dāng)蠟燭移至距凸透鏡12cm時(shí)，在光屏上看到一個(gè)大于實(shí)物的清晰的像，請(qǐng)判斷此凸透鏡的焦距。解析：當(dāng)u20cm時(shí)，在光屏上得到一縮小的像（光屏上像為實(shí)像），可知：u2f，即：

20cm2f1

當(dāng)u12cm時(shí)，在光屏上得到一個(gè)放大的像（光屏上像為實(shí)像），可知：fu2f，即：

f12cm2f解此不等式組可得：6cmf10cm

5.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律判斷像的性質(zhì)

例5.一束平行光線沿主光軸射到凸透鏡上，經(jīng)凸透鏡折射后會(huì)聚于凸透鏡另一側(cè)主光軸上距凸透鏡中心16cm處。若將一物體先后放置在主光軸上離凸透鏡20cm和8cm處，則兩次的像的情況如何？

解析：由題意可知，凸透鏡的焦距為16cm，當(dāng)u20cm時(shí)，fu2f，成倒立放大的實(shí)像；當(dāng)u8cm時(shí)，uf，所成的像為正立放大的虛像。

例6.（201*，山西）在探究“凸透鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)蠟燭遠(yuǎn)離凸透鏡移動(dòng)一倍焦距的距離后，蠟燭的火焰通過(guò)凸透鏡成一放大、倒立的實(shí)像，則蠟燭的火焰原來(lái)通過(guò)凸透鏡成什么像？

解析：設(shè)凸透鏡的焦距為f，移動(dòng)前物距為u，移動(dòng)后的物距為u"，則ufu"，因

2

0uf，為移動(dòng)后成放大、倒立的實(shí)像，所以fu"2f，即：fuf2f，所以有：

即開(kāi)始成正立放大的虛像。由此可見(jiàn)，準(zhǔn)確把握凸透鏡的成像規(guī)律，然后根據(jù)題目中所提供的信息，如物距、焦距、像距三者中的兩兩關(guān)系，以及像的正立與倒立、放大與縮小、虛實(shí)、應(yīng)用場(chǎng)所等等，才能熟練準(zhǔn)確快捷地解題。題目一：在成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，物體從二

倍焦距以外向透鏡靠近的過(guò)程中，所成的像有什么變化？

大家對(duì)成像規(guī)律有了近一步的認(rèn)識(shí)，那么如何將它運(yùn)用到我們的實(shí)際生活中呢？就讓我們一起來(lái)看幾個(gè)實(shí)際問(wèn)題！

（1）問(wèn)題一：給你一個(gè)透鏡，怎樣用最簡(jiǎn)單可行的方法判斷它是不是凸透鏡？（學(xué)生回答，教師引導(dǎo)）

（2）問(wèn)題二：如何讓投影儀投在屏上的字更大一些？（方法、器材不限）

３、實(shí)驗(yàn)表格一定要記的

像的性質(zhì)物距（U）正立或倒放大或縮實(shí)像或虛像距（V）應(yīng)用和備注立U>2f倒立小縮小像實(shí)像2f>V>f照相機(jī)或眼睛但該點(diǎn)是凸透U=2f倒立等大實(shí)像V=2f鏡成放大或縮小像的分界點(diǎn)2f>U>fU=fU2f投影儀或幻燈機(jī)無(wú)像；但該點(diǎn)是凸透鏡成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)正立放大虛像像物同側(cè)放大鏡

友情提示：本文中關(guān)于《透鏡成像總結(jié)》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，透鏡成像總結(jié)：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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