巧记凸透镜成像规律 (2)
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巧记凸透镜成像规律四法
作者:陈银潭沈森林
来源:《发明与创新(学生版)》2008年第02期
一、应用记忆法
照相机是利用凸透镜成倒立、缩小实像的原理制成的;幻灯片是利用凸透镜成倒立、放大实像的原理制成的;放大镜是利用凸透镜成正立、放大虚像的原理制成的;弄清了这些原理就记住了凸透镜成像的规律。
二、图表记忆法
三、口诀记忆法
凸透镜成像规律可简要归纳成下面八句话:
一倍焦距分虚实(即物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像);
二倍焦距分大小(即物距小于二倍焦距,成放大的像,焦点除外;物距大于二倍焦距成缩小的像);
实像总是异侧倒(即物体成实像时,像与物在凸透镜的异侧且倒立);
虚像总是同侧正;(即物体成虚像时,像与物在凸透镜的同侧且正立);
实像物近像变大;(即成实像时,物距减小,像距变大.像变大);
虚像物近像变小;(即成虚像时,物距减小,像距变小,像变小);
实像虚像分清楚;
物像变化要记牢。
四、作图记忆法
通过三条特殊光线,在头脑中作图可以清楚地理解凸透镜成像规律。
“凸透镜成像规律”的口诀“凸透镜成像规律”,由于牵涉到的概念多、成像特点变化多,很不容易记忆。
为此,我们根据实验事实,把“凸透镜成像规律”总结成了四句简明、易记、实用的口诀:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,实像异侧虚同侧。
”“一倍焦距分虚实”是说物体放在凸透镜的焦点处,不能成像;当物距小于焦距(u<f)时成虚像;物距大于焦距(u>f)时成实像,即焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点。
“二倍焦距分大小”是说物距大于一倍焦距而小于二倍焦距(f<u<2f)时,成倒立的、放大的实像;物距小于一倍焦距(u<f)时,成正立的、放大的虚像。
而物距大于二倍焦距(u>2f)时,成倒立的、缩小的实像。
即二倍焦距处是凸透镜成放大像或缩小像的分界处。
“物近像远像变大”,即像距变大像变大,像距变小像变小;物体向哪个方向运动,像就向哪个方向移动。
“实像异侧虚同侧”,即呈实像时物和像在凸透镜的异侧,呈虚像时在凸透镜的同侧。
应用上面四句口诀,就可以方便地根据物体或像移动的方向与凸透镜位置,确定物距、像距的大小,从而确定像的大小,解决有关问题了。
例:(1998年山东日照中考题)在物体由远处沿凸透镜的主光轴向焦点移近的过程中,像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是()A、像到透镜的距离逐渐增大,像逐渐变大B、像到透镜的距离逐渐增大,像逐渐变小C、像到透镜的距离逐渐减小,像逐渐变大D、像到透镜的距离逐渐减小,像逐渐变小分析:物体由远处沿凸透镜的主轴向焦点移近,所以像将沿物体移动的方向移动,即像离透镜的距离越来越远,也就是说像距越来越大,又因为“像的大小像距定”,那么,像也就逐渐变大。
所以,应选择答案A。
凸透镜成像规律可用简要归纳成下面几句话:一倍焦距分虚实,(即物体放在凸透镜的焦点处,不能成像;当物距小于焦距时,成虚像;物距大于焦距时,成实像,也就是说,焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点)二倍焦距定大小。
《探究凸透镜成像的规律》教案课题探究凸透镜成像的规律课型新授课教学目标1.通过实验探究并知道凸透镜成像的规律.2.通过探究活动,体验科学探究的过程和基本研究方法.教学重点对凸透镜成像规律的理解和认识.教具准备凸透镜、蜡烛、火柴、光屏、刻度尺、多媒体课件.教学难点指导学生在探究过程中,建立起实验与物理模型之间的必然联系.教学课时1课时课前预习1.物距是指物体到透镜的距离,用u表示;像距是指像到透镜的距离,用v 表示.2.当凸透镜成像时:(1)u>2f,成倒立、缩小的实像,此时像距v的范围为f<v<2f ;(2)当f<u<2f 时,成倒立、放大的实像,此时像距v的范围为v>2f ;(3)当u<f时,成正立、放大的虚像.3.凸透镜成的实像有缩小、等大、放大三种,而虚像只有放大的.实像与物体在透镜的两侧,虚像与物体在透镜的同侧.新课导入通过上节课的学习,我们知道照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜,并且照相机能使景物在相片上成倒立的像,所成的像比物体小;投影仪能把小的胶片上的画面放大到屏幕上,供大家观看,这就说明所成的像比物体大,是倒立的;放大镜能把微小的物体放大,使我们看清楚它们,所成的像是正立、放大的.你们想进一步了解它们吗?想了解什么?生1:凸透镜在什么条件下成正立的像,什么情况下成倒立的像?生2:什么情况下成放大的像,什么情况下成缩小的像?生3:什么情况下用光屏能承接到像,什么情况下在光屏上不成像?生4:什么条件下像与物在凸透镜两侧,什么条件下在凸透镜同侧?同学们提出这么多问题,说明同学们认真思考了,这样非常好.现在,我们就根据上节学的知识大胆猜测,通过实验和探究活动来解决.进行新课探究凸透镜成像规律的实验教师引导学生根据上一节所学知识探究凸透镜成像规律.生1:照相时物体到凸透镜的距离比投影仪上胶片到凸透镜的距离大,这说明像是放大还是缩小的与物体到凸透镜的距离有关.生2:照相时底片到凸透镜的距离比投影仪的屏幕到凸透镜的距离小,这说明像是放大还是缩小的与像到凸透镜的距离有关.生3:照相机中镜头的凸透镜比投影仪镜头小,这说明像是放大还是缩小的与凸透镜的大小有关.生4:照相机和投影仪的物体和像在凸透镜的两侧,放大镜的像与物体在同侧.这说明成倒立还是正立的像和物体在同侧还是两侧有关.生5:放大镜要看清物体,离物体的距离一般要比照相机、投影仪中凸透镜离物体的距离小,这说明物体成正立、倒立的像与物体到凸透镜的距离有关.同学们猜想得很好.现在逐一讨论看看有没有哪个能排除掉.生:像是放大还是缩小与凸透镜的大小有关,可以排除.因为有的放大镜直径比照相机镜头直径小,也能成放大的像,有的摄影师拿的大焦距的镜头比投影仪的镜头大,成的像还是缩小的,所以可以排除掉.这个同学说得很好,我们鼓掌表示鼓励.现在我们设计实验来验证上面的猜想是否正确.学生分组讨论,制定实验方案,教师巡回指导.现在我们桌子上有光具座(上面的滑座可以插蜡烛、光屏、透镜,能来回移动,从刻度尺上能观察出它们之间的距离关系)、蜡烛(作物体用)、光屏(白色的硬纸板作屏)、凸透镜(焦距在10~20 cm之间),我们先测出凸透镜的焦距.生1:让凸透镜在阳光下来回移动,找到最小、最亮的点,用刻度尺量出亮点与凸透镜光心之间的距离,这就是凸透镜的焦距.生2:也可以让凸透镜离灯光5 m以外,找亮点,测定出凸透镜的焦距.教师引导学生动手测出凸透镜的焦距,并设计实验方案:①把透镜放在光具座标尺中央,从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置.备课笔记特别提醒:在移动光屏寻找最清晰的像时要注意——要将光屏移过那个位置,发现像又逐渐模糊后,再往回移动,可重复两次,直到感觉像最清晰为止.因为如果不移过那个位置,就无法判断下一个位置像是不是会更清晰.知识拓展:随着实验的进行,蜡烛不断燃烧会使烛焰的像越来越靠近光屏的上端,这时的调节方法有三种:(1)将光屏向上移动;(2)将蜡烛向上移动;(3)将凸透镜向下移动.进行新课②点燃蜡烛,调整它们的高度,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度.(注意:此操作的目的是使烛焰通过凸透镜所得的像呈现在光屏中央,便于观察与比较像与物体的关系)③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,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的大小、正倒,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏间的距离.把数据记录成表.④继续把蜡烛向凸透镜靠近,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在光屏上成一个清晰的像,观察像的变化是放大还是缩小,是正立还是倒立,测出蜡烛与凸透镜、凸透镜与光屏的距离,将数据记录成表.⑤当蜡烛移到一定位置上时,光屏上不能成像,用眼睛直接对着凸透镜观察蜡烛的像,把蜡烛与凸透镜的距离、像与凸透镜的距离,像的大小,像的正倒,填入表格.值得注意的是在同一个物距范围内要取两组以上的物距探究凸透镜成像的规律,此操作的目的是为了排除偶然因素,使实验结论更具有一般性.学生们认真做实验,教师巡视并进行指导,实验结束,教师组织讨论、提问、进行总结.生1:当把蜡烛放在2倍焦距以外的位置,像在凸透镜的另一侧,成倒立、缩小的像.像与凸透镜的距离在1倍焦距和2倍焦距之间.(如图甲)生2:当把蜡烛放在2倍焦距的位置,像在凸透镜的另一侧,像的大小与物体大小相等,是倒立的,像与凸透镜的距离也等于2倍焦距.(如图乙)生3:当把蜡烛放在1倍焦距和2倍焦距之间的位置时,像在凸透镜的另一侧,成倒立、放大的像,像与凸透镜的距离大于2倍焦距.(如图丙)生4:当把蜡烛放在1倍焦距的位置时,光屏不成像.生5:当把蜡烛放在1倍焦距之内,光屏上不成像,像与蜡烛在凸透镜同侧,成正立、放大的像.(如图丁)生6:当把蜡烛放在大于凸透镜焦距的位置时,物体成倒立的像.当物体从较远处向透镜靠近时像逐渐变大,像到透镜的距离也逐渐变大.生7:当物体与透镜的距离小于焦距时,物体成正立、放大的像.这个像光屏上得不到.备课笔记进行新课凸透镜成像的规律同学们总结得非常好.物体与凸透镜的距离叫物距,用u表示,像与凸透镜的距离叫像距,用v表示.板书:凸透镜成像的规律:1.当u>2f时,成倒立、缩小的实像;2.当2f>u>f时,成倒立、放大的实像;3.当u<f时,成正立、放大的虚像.教师用多媒体播放课件“探究凸透镜成像的规律”,并进行讲解:探究凸透镜成像的规律(多媒体课件)(1)凸透镜成像规律可以总结如下表所示:(2)凸透镜成像规律的巧记方法:一焦分虚实,二焦分大小.实像异侧倒,物近像远像变大,虚像同侧正,物远像远像变大.根据上面探究所得的资料进行分析,凸透镜成放大的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?成缩小的实像时,物距跟像距相比,哪个比较大?由此你还可以得出什么结论?生1:凸透镜成放大实像时,像距比物距大.生2:凸透镜成缩小实像时,物距比像距大.生3:当物距大于像距时,凸透镜成缩小的实像;当物距小于像距时,凸透镜成放大的实像.同学们分析得很好,我们又从另一个角度:物距与像距的关系分析了凸透镜成像的条件.板书:1.当u>v时, 成倒立、缩小的实像;2.当u<v时,成倒立、放大的实像.课堂延展:分析探究凸透镜成像规律的实验中出现的状况(1)分析光屏上不能得到烛焰像的原因在做“探究凸透镜成像规律”的实验时,有时不能在光屏上得到烛焰的像,是什么原因?学生认真思考,并积极发言,提出各种猜想.教师总结:光屏上不能得到烛焰像的原因大致有4种:①若烛焰中心、透镜中心、光屏中心不在同一高度上,像会呈现在光屏的上或下方. ②若2f>u>f,但很靠近1倍焦距时,成的像很大,像距也很大,光屏移动的距离不够,可能承接不到像.备课笔记知识拓展:1.“一焦分虚实,二焦分大小”这句话的意思是在凸透镜成像规律中,主光轴上有两个分界点,第一个是焦点,第二个是2倍焦距点.以焦点为界,物在焦点外成实像,物在焦点以内成虚像.以2倍焦距点为界,物在2倍焦距以外成缩小的像,在2倍焦距点以内(焦点到2倍焦距点间)成放大的实像.2.“物近像远像变大,物远像近像变小”这句话的意思是在凸透镜成实像时,随着物距减小,所成像变大,像距也跟着变大.反之,随着物距增大,所成像变小,像距也跟着变小.3.在凸透镜成实像时,当物在2倍焦距外,成像在焦点到2倍焦距之间;当物在焦点至2倍焦距之间,成像在2倍焦距以外.规律总结:不管成实像还是虚像,成放大的像时必定像距大于物距,成缩小像时必定像距小于物距.教材习题解答【教材P124“想想议议”】解:在照相机中,凸透镜成倒立、缩小的实像,像的位置在1倍焦距到2倍焦距之间;物距是大于像距的.在投影仪中,凸透镜成倒立、放大的实像,像的位置在2倍焦距以外;物距是小于像距的.【教材P124“练习与应用”】4.解:透镜乙应该放在透镜甲的右侧.用透镜甲实验,在光屏上得到缩小的实像,则u>2f甲=40cm,f甲<v<2f甲,即20cm<v<40cm;不改变发光体和光屏的位,换用透镜乙实验,仍在光屏上得到缩小的实像,物距u′>2f乙=20cm,f乙<v′<2f乙,即10cm<v′<20cm.比较可知,更换透镜后像距变小,则透镜乙应该放在透镜甲的右侧.备课笔记进行新课③若u<f,烛焰成虚像时,只能透过透镜用眼睛直接观察,光屏上不能承接到像.④若u=f,烛焰在焦点发出的光经凸透镜折射成平行光,不成像,在光屏上也不可能承接到像.(2)探究不完整凸透镜的成像情况探究名称:探究不完整凸透镜的成像情况.提出问题:凸透镜不完整时,成像情况怎么样?猜想与假设:可能只能得到部分像,也可能得到仍完整的像,但亮度减弱.制定计划与设计实验:选一焦距为10~20cm的凸透镜,研究蜡烛成的像,用一块白色的硬纸板作屏,承接烛焰的像,如图所示.把蜡烛放在离凸透镜距离适当的位置上,调整光屏到凸透镜的距离,使蜡烛焰在屏上成一个清晰的像;然后用一纸板挡住凸透镜的一部分(模拟不完整的凸透镜),观察像的情况.进行实验:(1)把蜡烛放在离凸透镜二倍焦距的位置上,调整光屏到凸透镜的距离为二倍焦距,使烛焰在屏上成一个清晰的像;(2)用一纸板挡住凸透镜的上半部,观察屏上成像的情况;(3)反复遮住与不遮,对比观察两种情况下的成像情况.分析论证:看到的现象是:凸透镜不完整时,仍得到完整的像,但亮度减弱.本实验中,用纸板遮住凸透镜的一部分,被遮住的部分便没有光线通过,相当于将凸透镜打去一半,其效果是一样的.因此得出的结论比较有说服力.得出结论:当凸透镜不完整时,仍能成完整的像,所成的像亮度减弱不如原来的清晰.教学板书课堂小结同学们,今天这节课我们通过实验探究了凸透镜在不同条件下成像的规律以及凸透镜成像规律的实验中出现的状况.这节课的知识还需要大家多联系实际理解运用.好,这节课就学到这,谢谢!教材习题解答5.解:(1)将光源的高度与其在光屏上所成的像的高度进行比较,判断实像是放大的还是缩小的.(2)当物距等于像距时,物距为焦距的2倍,由表可知2f=20.0cm,f=10.0cm.(3)光源位置应在焦距之内,即物距在0~10.0cm的范围内.6.解:没有指尖的像,也没有指尖的影子.虽然手指指尖遮挡了凸透镜的一部分,但是折射光线仍可以到达光屏上,只是此时所成的像会暗一点.难题解答【例】某物理实验小组用蜡烛、凸透镜和光屏在光具座上研究凸透镜成像规律.(1)如果凸透镜焦距为10cm,当透镜到蜡烛的距离为15cm时,移动光屏,在光屏上得到倒立的的实像.(2)当光屏上出现烛焰清晰的像时,如果用遮光板挡住透镜的上半部分,我们观察光屏时,将会在光屏上看到()A.烛焰像的下半部分B.烛焰像的上半部分C.烛焰完整的像,像的亮度变暗D.烛焰完整的像,像的亮度不变解析:(1)根据凸透镜成像的规律,当物体位于凸透镜的1倍焦距之外,2倍焦距之内时,物体通过凸透镜成一个倒立、放大的实像;(2)当用遮光板挡住透镜的上半部分时,蜡烛烛焰发出的光仍有一部分通过凸透镜的下半部分成像.但由于通过凸透镜的光减少,所以成的像亮度变暗.答案:(1)放大(2)C布置作业:教师引导学生课后完成本课时对应练习,并预习下一课时内容.教学反思1.本课内容是本章的核心,它是学生在学习第2节“生活中的透镜”,对生活中常用的透镜及对其成像情况获得丰富、具体的感性认识的基础上,带着问题,用实验探究的方法总结出凸透镜成像的规律.2.新教材以探究凸透镜成像情况与物距关系有关为主线,安排了学生“提出问题、猜想、设计实验、进行实验、分析与结论”等教学过程,让学生经历产生兴趣、发现问题、激发矛盾、进一步解决问题的过程.很好地体现了新教材让学生在体验知识的形成、发展过程中,主动获取知识的精神.3.本节的难点是学生对实验数据的分析和论证.特别是凸透镜成实像时,动态规律:“物近像远像变大,物远像近像变小”,这可以用多媒体动画演示凸透镜成像,从而让学生自己找到其中的规律.教学过程中老师的疑问:教师点评和总结课后·知能演练一、基础巩固1.把凸透镜正对着太阳光,可在距凸透镜15 cm处得到一个最小、最亮的光斑。
凸透镜成像的规律要点一、凸透镜成像规律1心得:凸透镜的成像规律可以联想它的应用来加以记忆,典型的三个应用是:照相机、幻灯机和放大镜,它们都是利用凸透镜成像规律制成的。
弄清这些仪器的原理,头脑中有使用这些仪器时的情景,就不难记住凸透镜成像的规律了。
2、总结凸透镜成像规律,可简要归纳成“一焦分虚实,二焦分大小;成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近,像变小。
”(1)“一焦分虚实”:物体在一倍焦距以内成虚像,一倍焦距以外成实像。
(2)“二焦分大小”:物距小于二倍焦距,成放大的像,(焦点除外);物距大于二倍焦距成缩小的。
(3)“成实像时,物近像远像变大”:成实像时,物体靠近透镜,像远离透镜,像逐渐变大。
(4)“成虚像时,物近像近,像变小”:成虚像时,物体靠近透镜,像也靠近透镜,像逐渐变小。
要点二、凸透镜成像光路图1、成倒立缩小实像时,物距2u f>,像距2f v f>>如下图所示:2、成倒立放大实像时,物距2f u f>>,像距2v f>如下图所示:3、成正立放大虚像时,物距u f<如下图所示:类型一、探究凸透镜成像1、(•河北一模)如图所示,a、b、c、d是距凸透镜不同距离的四个点,F为焦点.物体放在a点时,成、的实像,就是根据这一原理制成的;当物体由a点运动到c 点,所成的像(选填“逐渐变大”“逐渐变小”或“不变”)。
2. (•大丰市校级一模)在用焦距为10cm的凸透镜来探究成像规律的实验中将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在光具座上.蜡烛位置如图所示,这时的物距是 cm,移动光屏,可在光屏上得到一个清晰倒立、的实像;投影仪把图中的凸透镜看作眼睛的晶状体,光屏看作视网膜;给“眼睛”戴上远视眼镜,使烛焰在“视网膜”上成一清晰的像;若取下远视眼镜,为了使光屏上再次得到清晰的像,应将光屏(选填“远离”或“靠近”)透镜。
【变式】把高2cm的发光棒立于焦距为5cm凸透镜前,在凸透镜后的光屏上成了4cm高的像,物体离凸透镜的距离可能是()A.7.5cm B.12.5cm C.4.5cm D.10cm类型二、凸透镜成像规律的应用3.(•通辽模拟)某人照相,拍了一张后,他向照相机移近了几步,再拍一张,如果照相机的位置不变,拍照的人应该()A.把镜头向外拉一些,人像变大B.把镜头向里缩一些,人像变大C.把镜头向外拉一些,人像变小D.把镜头向里缩一些,人像变小类型三、综合应用4. 下列光学仪器的应用,哪个得到的实像比物体大()A. 放大镜B. 幻灯机C. 照相机D. 潜望镜【变式】(多选)下列说法中正确的是()A.照相机、幻灯机的镜头都相当于一个凸透镜B.使用幻灯机时,为了在屏幕上得到正立的像,幻灯片应倒立放置C.只要是放大镜,无论什么情况下都能成放大的像D.平面镜能成等大的实像巩固练习一、选择1. 凸透镜所成正立像一定是( )A.像比物大 B.像比物小 C.像物分立透镜两侧 D.像物等大2.(•鄂州模拟)把蜡烛放在距离凸透镜50cm处,在透镜另一侧的光屏上观察到倒立、缩小的清晰像.那么凸透镜的焦距不可能是()A.5 cm B.10 cm C.20 cm D.30 cm3.(多选)如图所示,在“研究凸透镜成像规律”的实验中,光屏上出现了清晰的烛焰像.已知凸透镜的焦距为f,由此可以判断像距v和物距u所在的范围是()A.v<f B.f<v<2f C.u>2f D.f<u<2f4. 物体沿凸透镜主光轴从2倍焦距处匀速向外移动的过程中,像的大小和速度将()A.像变大,速度变大 B.像变大,速度不变C.像变小,速度变小D.像变小,速度不变5. 用同一凸透镜在光具座上分别探究甲、乙两物体的成像情况.实验时甲、乙两物体直立于光具座上,且甲物体比乙物体长些,它们经凸透镜成像后,下列说法中正确的是( )A.若它们都成放大的实像,则甲的像一定比乙的像长B.若它们都成等大的实像,则甲的像一定比乙的像短C.若它们都成缩小的实像,则甲的像一定比乙的像长D.不论成放大还是缩小的实像,甲的像都有可能比乙的像短二、填空7.将一个凸透镜对准太阳光,可在距透镜10cm的地方得到一个最小亮点。
巧记凸透镜呈像规律总结1
1、一倍焦距定虚实,小1虚大1实。
(物距小于凸透镜一倍焦距时,物体呈虚像,大于一倍焦距时呈实像)
2、二倍焦距定缩放,大2缩小2放。
(物距小于凸透镜二倍焦距时,物体呈放大的像,大于二倍焦距时呈缩小的像)
3、一倍焦距不成像,二倍焦距成等像。
(物距等于一倍焦距时不呈像,物距等于二倍焦距时呈等大的像)
4、实像倒立虚像正。
例题:(北京朝阳区) 凸透镜的焦距是12cm ,将物体放在主轴上距透镜中心7cm 处,物体所成的像是(C)
A .倒立、缩小的实像
B .倒立、放大的虚像
C .正立、放大的虚像
D .正立、等大的虚像
解析:根据口诀判断,此题凸透镜焦距为12cm,由题意知物距为7cm;根据口诀1可知物体呈虚像,排除A,根据口诀2物体呈放大的像,排除D,根据口诀4可知物体呈倒立的像,故答案选C。
“凸透镜成像规律”的口诀欧阳歌谷(2021.02.01)“凸透镜成像规律”,由于牵涉到的概念多、成像特点变化多,很不容易记忆。
为此,我们根据实验事实,把“凸透镜成像规律”总结成了四句简明、易记、实用的口诀:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大,实像异侧虚同侧。
”“一倍焦距分虚实”是说物体放在凸透镜的焦点处,不能成像;当物距小于焦距(u<f)时成虚像;物距大于焦距(u>f)时成实像,即焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点。
“二倍焦距分大小”是说物距大于一倍焦距而小于二倍焦距(f<u<2f)时,成倒立的、放大的实像;物距小于一倍焦距(u<f)时,成正立的、放大的虚像。
而物距大于二倍焦距(u>2f)时,成倒立的、缩小的实像。
即二倍焦距处是凸透镜成放大像或缩小像的分界处。
“物近像远像变大”,即像距变大像变大,像距变小像变小;物体向哪个方向运动,像就向哪个方向移动。
“实像异侧虚同侧”,即呈实像时物和像在凸透镜的异侧,呈虚像时在凸透镜的同侧。
应用上面四句口诀,就可以方便地根据物体或像移动的方向与凸透镜位置,确定物距、像距的大小,从而确定像的大小,解决有关问题了。
例:(1998年山东日照中考题)在物体由远处沿凸透镜的主光轴向焦点移近的过程中,像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是()A、像到透镜的距离逐渐增大,像逐渐变大B、像到透镜的距离逐渐增大,像逐渐变小C、像到透镜的距离逐渐减小,像逐渐变大D、像到透镜的距离逐渐减小,像逐渐变小分析:物体由远处沿凸透镜的主轴向焦点移近,所以像将沿物体移动的方向移动,即像离透镜的距离越来越远,也就是说像距越来越大,又因为“像的大小像距定”,那么,像也就逐渐变大。
所以,应选择答案A。
凸透镜成像规律可用简要归纳成下面几句话:一倍焦距分虚实,(即物体放在凸透镜的焦点处,不能成像;当物距小于焦距时,成虚像;物距大于焦距时,成实像,也就是说,焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点)二倍焦距定大小。
利用作图来进行探究并巧记凸透镜的成像规律摘要:本文试图利用作图来进行探究凸透镜的成像规律和采用口诀法,数轴法巧记凸透镜的成像过滤,以加深规律在学生大脑中的印象,达到易学易记。
关键词:作图口诀法数轴法凸透镜规律凸透镜的成像规律的教学中,我们都通过实验来研究凸透镜的成像规律,我们不妨在实验探究后采用作图法来进行探究,即利用凸透镜的三条特殊光线,做出物体在不同范围段内所成的像,具体做法如下:第一、如图(1)所示,以线段ab代表物体,把ab放在凸透镜的2倍焦距以外,作ab发出的光通过凸透镜折射后所成的像a′b′,观察比较物体ab与像a′b′的大小、正倒,ab与a′b′在透镜的同侧还是异侧,像的虚实(由实际光线汇聚而成的是实像,由实际光线的反向延长线汇聚而成的是虚像)。
把观察比较结果填入表(一)中;第二、依次把ab置于距凸透镜2倍焦距外的a2点,2倍焦距和1倍焦距之间的a3点,置于1倍焦距内的a4点,分别作出不同位置所成的像的a2′b2′b3′、a4′b4′把观察比较结果填入表(一)中;第三、把物体ab置于焦点f处,此时,作出的两条折射光线互相平行不会相交,即不成像。
分析表1的数据,可以归纳总结出凸透镜的成像规律:当物距大于2倍焦距时,成倒立缩小的实像;当物距等于2倍焦距时,成倒立等大的实像;当物距在2倍焦距和1倍焦距时,成正立放大的虚像;当物距等于焦距时,不成像。
上面是探究凸透镜的静态成像特点,若探究动态成像特点,可以改变物距的大小并作出相应的像。
如图(2)所示,观察分析物距、像距、像的大小的变化情况,并填入表2中。
由表2的数据分析归纳凸透镜的成像特点:成实像时,物体从a1移动到a2位置时,物距减小,像从a1′移动a2′位置,像距变大,像的大小也变大,反之亦然;成虚像时,物体从a3位置,移到a4位置,物距变小,像从a3′位置移动到aa4′位置,像距变小,像的大小变小,反之亦然。
凸透镜的成像规律及其应用是初中的一个重点内容,但成像规律复杂,不少学生容易把规律记混或遗忘,导致做题时感到困难,现教大家巧记凸透镜成像规律的两种方法,供大家参考。
巧记凸透镜成像规律
在探究凸透镜成像规律时,可采用分区法识记。方法如下:
1、画定一直尺。
2、在直尺上画出点O为光心,在O点画一凸透镜。在凸透镜两侧标出一倍焦距点f、
二倍焦距点2f。
3、分区,在凸透镜的左右两侧分成三区O-f为一区,f-2f为二区,2f以外为三区。
4、规律:
a物在无穷远时,聚焦点。
b物三(区)像二(区)小实倒;
c物二(区)像三(区)倒大实;
d物一(区)像同侧正大虚;
e点2F是成放大缩小像的分界,F是成实像虚像的分界点。
在应用和记忆时我们采用标尺:
以物体在凸透镜的左侧为例,“物在无穷远时,聚焦点”是说物体在左侧无穷远时,成
像在右侧一倍焦点。“物三(区)像二(区)倒小实”,物体在左侧三区时,成像在右侧二区,
特点是,倒立的、缩小的、实像。“物二(区)像三(区)倒大实”物体在二区时,成像在
右侧三区,特点是,倒立的、缩小的、实像。“物一(区)像同侧正大虚”物体在左侧一区
时,成像在凸透镜的同侧,特点是,正立的、放大的、虚像。
反之,物体在凸透镜的右侧时,也同样成立。
例1、把凸透镜对准太阳光,可在距凸透镜10cm处得到一个最小最亮的光斑,若将一
物体放在此透镜主光轴上距透镜30cm处,则在透镜另一侧可得到一个( )
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
分析:由题意可以知道凸透镜的焦距为10cm,“把物体放在此透镜主光轴距透镜30cm,”
得知物体在三区,由规律“物三像二小实倒”,成像在二区小实倒,答案应为B。
例2、在做凸透镜成像实验时,小明将蜡烛放在离凸透镜24cm处,光屏上得到一个倒
立、缩小的清晰的像,则此凸透镜的焦距可能是( )
A.10cm B.12cm C.20cm D.48cm
分析:“在光屏上得到一个倒立、缩小的清晰的像,”这一特征为二区像的特征“倒小实”。
由我们总结的规律“物三像二倒小实”因此物体在三区。U>2f,物距为24cm,即24cm>2f,
f<12cm。答案应为A。