透鏡成像總結(jié)

課題： 1-5透鏡成像作圖法[教學目標]

一、知識目標：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及凹透鏡成像作圖法。

二、能力目標：會運用三條特殊光線畫凸透鏡成像光路圖。

三、素質(zhì)目標：通過訓練學生按比例畫出工整美觀的光路圖，寓美育教育于教學之中，同時培養(yǎng)學生認真完成作業(yè)的良好品質(zhì)。[教學重點]

凸透鏡成像作圖法。[難點分析]

規(guī)范地畫出凸透鏡成像光路圖是學生學習作圖時的難點。教師在示范畫圖時，要強調(diào)作圖的步驟。讓學生在課內(nèi)作一種凸透鏡成像光路圖，并進行講評，使學生掌握作圖方法。[分析學生]

學生在初中已從實驗觀察中，定性地掌握了透鏡成像規(guī)律�，F(xiàn)在學生畫光路圖時，易出現(xiàn)的問題是：不標出光心、焦點，不畫光線上的箭頭。畫圖比例選擇不當，畫不好光路圖。[教學設計思路]

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

演示實驗儀器：透鏡、蠟燭（或電光源）光屏。[課時安排]

1課時[教學過程]

導入新課：（可通過知識發(fā)現(xiàn)的背景和知識的回顧等方法引入）

上節(jié)課，我們學習了有關透鏡的一些名詞概念，這節(jié)課將研究透鏡成像的規(guī)律，學習用幾何作圖的方法描繪透鏡成像的光路圖。在初中我們已從實驗觀察中，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。請問：凸透鏡成像規(guī)律怎么描述？

答：當p>2f時，成倒立縮小的實像；f2、作圖步驟

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

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

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

A

FB2F

2FFOBA

fpp′

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

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一、凸透鏡成像規(guī)律總結(jié)

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

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

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

4.u為無窮大時，即物體離透鏡無窮遠時（一般將物距遠遠大于鏡頭的尺寸或入射光為平行光時就認為物距為無窮大），vf，光屏上可得到一個極亮極小的亮斑，該亮斑就近似為焦點；生活中常用此方法來測量透鏡的焦距。5.兩個特殊點

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

uf時，不成像，此點為實像與虛像的分界點。

二、凸透鏡成像規(guī)律在解題中的應用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)律實驗時，如果將物體放在距透鏡50cm處，移動光屏可接收到一個清晰的像，則光屏到物體的距離應在什么范圍內(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像，此時的像距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，當物距u大于像距v時，物體通過凸透鏡只能成倒立縮小的實像，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：因為f12cm，而v27cm，所以v2f，即fu2f，因此，

12cmu24cm。

4.根據(jù)成像性質(zhì)判斷焦距

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

20cm2f1

當u12cm時，在光屏上得到一個放大的像（光屏上像為實像），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u20cm時，fu2f，成倒立放大的實像；當u8cm時，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”的實驗過程中，當蠟燭遠離凸透鏡移動一倍焦距的距離后，蠟燭的火焰通過凸透鏡成一放大、倒立的實像，則蠟燭的火焰原來通過凸透鏡成什么像？

解析：設凸透鏡的焦距為f，移動前物距為u，移動后的物距為u"，則ufu"，因

2

0uf，為移動后成放大、倒立的實像，所以fu"2f，即：fuf2f，所以有：

即開始成正立放大的虛像。由此可見，準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系，以及像的正立與倒立、放大與縮小、虛實、應用場所等等，才能熟練準確快捷地解題。題目一：在成像規(guī)律的實驗中，物體從二

倍焦距以外向透鏡靠近的過程中，所成的像有什么變化？

大家對成像規(guī)律有了近一步的認識，那么如何將它運用到我們的實際生活中呢？就讓我們一起來看幾個實際問題！

（1）問題一：給你一個透鏡，怎樣用最簡單可行的方法判斷它是不是凸透鏡？（學生回答，教師引導）

（2）問題二：如何讓投影儀投在屏上的字更大一些？（方法、器材不限）

３、實驗表格一定要記的

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

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