凸面鏡成像的規(guī)律凸面鏡成像的規(guī)律凸面鏡成像的規(guī)律凸面鏡成像的規(guī)律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解凸面鏡成像規(guī)律；2.曉得凸面鏡成像倒立、減小（或放大）虛像的條件及應(yīng)用；3.曉得凸面鏡成正立、放大實(shí)像的條件；4.把握研究凸面鏡成像的過(guò)程。能在研究活動(dòng)中，初步獲取提出問(wèn)題的能力，經(jīng)過(guò)研究活動(dòng)，體驗(yàn)科學(xué)研究的全過(guò)程和技巧，學(xué)習(xí)從化學(xué)現(xiàn)象中概括科學(xué)規(guī)律的技巧。【重點(diǎn)梳理】重點(diǎn)一、凸面鏡成像規(guī)律1、凸面鏡成像的特色和應(yīng)用見(jiàn)下表：物的地點(diǎn)像的地點(diǎn)像的性質(zhì)應(yīng)用舉例u＞2f2f＞v＞f減少、倒立、實(shí)像拍照機(jī)，耳朵物像u=2fv=2f等大、倒立、實(shí)像特色：虛像大小轉(zhuǎn)折點(diǎn)異側(cè)2f＞u＞fv＞2f放大、倒立、實(shí)像幻燈機(jī)，投影儀u=f不可像特色：像的虛實(shí)轉(zhuǎn)折點(diǎn)u＜f物像同側(cè)放大、正立、虛像放大鏡2、凸面鏡的成像規(guī)律才能聯(lián)想它的應(yīng)拿來(lái)加以記憶，典型的三個(gè)應(yīng)用是：拍照機(jī)、幻燈機(jī)和放大鏡，它們都是借助凸面鏡成像規(guī)律制成的。弄清這種儀器的原理，腦筋中有使用這種儀器時(shí)的情形，就不難記著凸面鏡成像的規(guī)律了。重點(diǎn)解說(shuō)：1、丈量凸面鏡的焦距：借助平行光源或太陽(yáng)光粗測(cè)凸面鏡的焦距。（實(shí)驗(yàn)室供給的凸面鏡的焦距有5cm、10cm和30cm，我們所選的透鏡最慶幸10cm—20cm之間，太大或太小都不便捷）2、操作過(guò)程中，應(yīng)固定好蠟燭、凸面鏡，而后搬動(dòng)光屏，直至在光屏上獲取一個(gè)清楚的像為止凸面鏡成像規(guī)律總結(jié)，讀出物距與像距的大小。
3、當(dāng)物距大于焦距時(shí)，不論怎樣搬動(dòng)光屏，在光屏上也找不到物體的像。此時(shí)應(yīng)去除光屏，透過(guò)凸透鏡察看火焰的成像狀況。4、總結(jié)凸面鏡成像規(guī)律，可簡(jiǎn)略概括成“一焦分虛實(shí)，二焦分大小；成虛像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大；成實(shí)像時(shí)，物近像近，像變小。”（1）“一焦分虛實(shí)”：物體在一倍焦距之內(nèi)成實(shí)像，一倍焦距之外成虛像。（2）“二焦分大小”：物距大于二倍焦距，成放大的像，（焦點(diǎn)除外）；物距小于二倍焦距成降低的。（3）“成虛像時(shí)，物近像遠(yuǎn)像變大”：成虛像時(shí)，物體掃視透鏡，像遠(yuǎn)離透鏡，像漸漸變大。（4）“成實(shí)像時(shí)，物近像近，像變小”：成實(shí)像時(shí)，物體掃視透鏡，像也掃視透鏡，像漸漸變小。重點(diǎn)二、凸面鏡成像光路圖1、成倒立減少虛像時(shí)，物距u2f，像距2fvf以以右圖所示：2、成倒立放大虛像時(shí)，物距2fuf，像距v2f以以右圖所示：3、成正立放大實(shí)像時(shí)，物距uf以以右圖所示：重點(diǎn)解說(shuō)：1、凸面鏡成像規(guī)律口決記憶法（一）：第1頁(yè)物遠(yuǎn)虛像小而近，物近虛像大而遠(yuǎn)，如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，正立放大實(shí)像現(xiàn)；幻燈放像像好大，物處一焦二焦間，單反縮你小不點(diǎn)，物處二倍焦距外。
2、凸面鏡成像規(guī)律口決記憶法（二）：凸面鏡，能耐大，拍照、幻燈和放大；二倍散景倒實(shí)小，二倍焦內(nèi)倒實(shí)大；如果物放焦點(diǎn)內(nèi)，像物同側(cè)實(shí)像大；一條規(guī)律記在心，物近像遠(yuǎn)像變大。【典型例題】種類一、研究凸面鏡成像1.小明在“研究凸面鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用裝有6個(gè)發(fā)光晶閘管的有方格的白紙板做發(fā)光物體，如圖甲所示，又用這類相同大小有方格的白紙板做光屏，而后將發(fā)光物體、凸面鏡和光屏組裝到光具座上并調(diào)整好。(1)當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時(shí)，如圖乙所示，在光屏上成的像如圖丙所示，則光屏上的像是倒立、的虛像。將發(fā)光物體由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，要想找到像的地點(diǎn)，應(yīng)搬動(dòng)光屏，直至為止。(2)用這類發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，最主要的一條長(zhǎng)處是：。(3)如圖乙所示，當(dāng)發(fā)光物體在a點(diǎn)時(shí)，物與像之間的距離為s1，當(dāng)發(fā)光物體在b點(diǎn)時(shí)，物與像之間的距離為s2，則s1s2(填“＞”“＝”或“＜”)(4)小明研究完凸面鏡成像規(guī)律后，接著又做了一個(gè)察看實(shí)驗(yàn)。他把光屏取出來(lái)，把發(fā)光物體放到凸透鏡右邊，從凸面鏡左側(cè)沿主光軸向凸面鏡方向察看，以右圖，當(dāng)嘴巴離凸面鏡較遠(yuǎn)時(shí)聽(tīng)到了發(fā)光物體倒立的像，離凸面鏡較近時(shí)就看不到這個(gè)像了，請(qǐng)分析并說(shuō)明此中原由。
【思路點(diǎn)撥】（1）根據(jù)像在方格紙上所占格的大小來(lái)比較像與物體的大小關(guān)系，要獲取像的地點(diǎn)，一定調(diào)養(yǎng)光屏使像最清楚為止。（2）將發(fā)光晶閘管與燭焰比較，找出其長(zhǎng)處。發(fā)光晶閘管的色溫更大，更容易察看其像，同時(shí)其形狀規(guī)則，借助方格紙，更簡(jiǎn)單比較像與物的大小。（3）根據(jù)凸面鏡成像的規(guī)律。曉得物體成倒立減少的虛像時(shí)，物距小于二倍焦距，而像距在一倍焦距和二倍焦距之間；且物距減小時(shí)，像距無(wú)窮掃視一倍焦距．（4）根據(jù)虛像的觀點(diǎn)，虛像是實(shí)質(zhì)光芒凝聚成的，要曉得在像點(diǎn)曾經(jīng)光芒還未凝聚成像。【答案】(1)降低；光屏上的像清楚(2)以便比較像與物的大小(3)＜(4)因?yàn)槁?tīng)到的像是倒立的，所以說(shuō)是虛像，成像點(diǎn)在凸面鏡的一側(cè)；發(fā)光物體發(fā)出的光芒經(jīng)凸面鏡折射后是凝聚的，經(jīng)過(guò)成像點(diǎn)后是發(fā)散的，所以右眼一定在成像點(diǎn)之外的光芒發(fā)散地區(qū)能夠看見(jiàn)這個(gè)像【分析】凸面鏡成的虛像是倒立的虛像，從光屏上才能看出，此像比物體小，所以是降低的虛像；由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體遠(yuǎn)離凸面鏡成虛像時(shí)，物距減小，此時(shí)像距變小，所以應(yīng)將光屏向凸面鏡緊靠，直至在光屏上獲取清楚的像為止；用這類發(fā)光物體和光屏做實(shí)驗(yàn)，能使成在光屏上的像顯得更清楚，且易于比較物、像的大小關(guān)系，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更為似乎。
【總結(jié)升華】這是一個(gè)有必將創(chuàng)新性的裝置，借助這一裝置更簡(jiǎn)單比較像與物體的大小、倒正的關(guān)系。在物距和像距同時(shí)變化的過(guò)程中，當(dāng)物距變遠(yuǎn)時(shí)，像距會(huì)變近，但是像會(huì)變小，即“物遠(yuǎn)、像近、像變小”依據(jù)這一規(guī)律可輕松判定像的變化狀況。貫通融會(huì)：【變式】在“研究凸面鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，所用凸面鏡的焦距是10cm。用米尺在水平桌面上畫向來(lái)線并標(biāo)明刻度，將透鏡固定在50cm處，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。（1）當(dāng)把燃起的蠟燭置于20cm刻度處時(shí)，為了能使像清楚的成在光屏的中央地點(diǎn)，要調(diào)整蠟燭、凸透鏡、光屏的高度，使?fàn)T焰、凸面鏡、光屏的中心大約在。（2）從頭調(diào)整后，保持蠟燭、凸面鏡的地點(diǎn)不變，為了找到清楚的像，應(yīng)將光屏在光具座上移到第2頁(yè)的刻度范圍內(nèi)，能夠在光屏上獲取一個(gè)倒立減少的虛像。（3）當(dāng)把蠟燭移到35cm刻度處時(shí)，搬動(dòng)光屏可獲取一個(gè)倒立放大的虛像。拍照機(jī)、投影儀、放大鏡這三種光學(xué)儀器正常使用時(shí)，與這類成像規(guī)律相同的是。小明做完實(shí)驗(yàn)后，想進(jìn)一步研究透鏡成像的狀況。他又在透明的玻璃板上用白色筆畫了個(gè)表盤及表針的地點(diǎn)，而后把這個(gè)玻璃板置于蠟燭的位置上，并用平行光源對(duì)著玻璃板上的表盤照亮，如圖2所示。
搬動(dòng)光屏直至成清楚像為止。此時(shí)表盤在光屏上所成的像應(yīng)是圖3中的。【答案】（1）同一高度（2）60cm～70（3）投影儀；A2.下面是小明研究凸面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)你和他一齊達(dá)成這項(xiàng)研究：（1）小明將透鏡正對(duì)太陽(yáng)光，在透鏡的另左側(cè)獲取一個(gè)最小的亮點(diǎn)F（以右圖）；該凸面鏡的焦距f=cm；將一支高1.5cm發(fā)光棒置于凸面鏡前30cm處，搬動(dòng)光屏就能獲取一個(gè)、的虛像。（2）把該發(fā)光棒立于凸面鏡前凸面鏡成像規(guī)律總結(jié)，在光屏上成了3cm高的像，物體離凸面鏡的距離可能是A．9cmB．12cmC．18cmD．27cm【答案】（1）12；倒立；減少（2）C【分析】（1）如圖，凸面鏡正對(duì)太陽(yáng)光，平行光芒平行于主光軸，經(jīng)凸面鏡折射后凝聚在主光軸上一點(diǎn)，這點(diǎn)是凸面鏡的焦點(diǎn)，焦點(diǎn)到光心的距離是凸面鏡的焦距，所以凸面鏡的焦距是12cm。凸面鏡的焦距是12cm，將一支高1.5cm發(fā)光棒置于凸面鏡前30cm處時(shí)，u＞2f，所以在透鏡的左側(cè)用光屏就能獲取一個(gè)倒立、減小的虛像。（2）因?yàn)樵摪l(fā)光棒高1.5cm，當(dāng)把它立于凸面鏡前，在光屏上成了3cm高的像，說(shuō)明此時(shí)的像是倒立放大的虛像，由凸面鏡成像規(guī)律可知，此時(shí)2f＞u＞f，C選項(xiàng)切合條件。
【總結(jié)升華】本題主要觀察了凸面鏡成像的規(guī)律及特色，在學(xué)習(xí)過(guò)程中要擅長(zhǎng)總結(jié)，尋找規(guī)律，要修業(yè)生對(duì)凸面鏡成像的規(guī)律做到深刻理解，并能靈巧應(yīng)用。貫通融會(huì)：【變式】把高2cm的發(fā)光棒立于焦距為5cm凸面鏡前，在凸面鏡后的光屏上成了4cm高的像，物體離凸面鏡的距離可能是（）A．7.5cmB．12.5cmC．4.5cmD．10cm【答案】A種類二、凸面鏡成像規(guī)律的應(yīng)用3.某班朋友在“研究凸面鏡成像規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，記錄并勾畫了物體到凸面鏡的距離u跟像到凸面鏡的距離v之間關(guān)系的圖像，以右圖，以下判定正確的選項(xiàng)是（）A．該凸面鏡的焦距是20cmB．當(dāng)u=15cm時(shí)，在光屏上能獲取一個(gè)降低的像C．當(dāng)u=25cm時(shí)成放大的像，投影儀就是根據(jù)這一原理制成的D．把物體從距凸面鏡10cm處搬動(dòng)到30cm處的過(guò)程中，像漸漸變小【思路點(diǎn)撥】由凸面鏡成像規(guī)律，物距等于像距時(shí)，成等大、倒立、實(shí)像，物距在2倍焦距處，根據(jù)圖象可得凸面鏡的焦距是10cm，再根據(jù)凸面鏡成像規(guī)律找出正確的選項(xiàng)。【答案】D【分析】由圖可知，跟隨物距減小，像距減弱。當(dāng)u=20cm，v=20cm，說(shuō)明此時(shí)像物等大，物距像距都等于2f，得f＝10cm。
所以A、B、C不切合題意。物體從距凸面鏡10cm處搬動(dòng)到30cm處的過(guò)程中，凸面鏡的物距小于焦距，成虛像，凸面鏡成虛像時(shí)，物距減小，像距降低，像變小，D切合題意。【總結(jié)升華】題目觀察了凸面鏡成像的四種狀況和應(yīng)用，以及凸面鏡成虛像時(shí)，物距、像距、之間的關(guān)系，這是凸面鏡成像習(xí)題的重要根據(jù)，必將要高超把握。第3頁(yè)種類三、綜合應(yīng)用4.以下光學(xué)儀器的應(yīng)用，那個(gè)獲取的虛像比物體大（）A．放大鏡B．幻燈機(jī)C．照像機(jī)D．潛望鏡【答案】B【分析】放大鏡、潛望鏡成的像是實(shí)像，所以A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤；照像機(jī)成的像是倒立減少的虛像，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；幻燈機(jī)成的是倒立、放大的虛像，所以B選項(xiàng)正確。【總結(jié)升華】題目主要觀察了凸面鏡和平面鏡的成像特色，屬于簡(jiǎn)單題目。貫通融會(huì)：【變式】（多項(xiàng)選擇）以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是（）A．拍照機(jī)、幻燈機(jī)的鏡頭都相當(dāng)于一個(gè)凸面鏡B．使用幻燈機(jī)時(shí)，為了在屏幕上獲取正立的像，幻kt板應(yīng)倒立擱置C．只如果放大鏡，不論哪些狀況下都能成放大的像D．平面鏡能成等大的虛像【答案】AB第4頁(yè)