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凸透镜的成像规律
同学们上课。通过前一节课的学习，我们知道了照相机、投影仪和放大镜都有一个共
同的光学元件，是什么呢？很好，是凸透镜。那么同样是凸透镜，它们成像情况有什么不
同呢？哪位同学来说一下呢？（这位同学。很好请坐。）照相机离物体较远，成缩小的实
像；投影仪离物体较近，成放大的实像；放大镜离物体更近，成放大正立的虚像。那大家
来猜想一下，凸透镜的成像情况与什么因素有关呢？嗯，我听到同学们有的说和凸透镜有
关，有的说和物体离凸透镜的距离有关，等等。那么我们的猜想哪个是正确的呢?下面我们
就一起来学习——凸透镜成像的规律。
大家来看，老师的讲桌上放了一个带有刻度的光具座，光具座上放置了一个蜡烛、一
个焦距为10cm的凸透镜和一个光屏。这个光屏的作用呢就是接收蜡烛通过凸透镜所成的
像。
下面大家来小组讨论一下，我们如何利用这些实验仪器来探究凸透镜的成像规律呢？给大
家5分钟的时间。好时间到，我看大家都讨论完了，哪个小组派代表说一下你们的实验方
案呢？第一个小组的同学。很好请坐。他们的实验方案是把蜡烛放在离凸透镜较远的地方
然后逐渐靠近凸透镜，观察光屏上的成像情况。大家同意这个实验方案吗？好。老师还要
提示大家一下，蜡烛离凸透镜的距离，我们称为物距，用 u表示；凸透镜离光屏的距离，
我们称为像距，用v 表示。由于凸透镜对光的偏折程度跟透镜的焦距有关，所以我们在移
动蜡烛时，可以以焦距为参照距离，比如说可以注意观察物距等于、大于或小于一倍焦距
二倍焦距时的成像情况。并且在实验中还要注意：蜡烛的焰心、透镜光心和光屏的中心要
基本保持在同一高度，以便蜡烛的像清楚地呈现在光屏上。另外只有光屏上成清晰的像时
光屏所在的位置才是像的位置。
现在大家以小组为单位，根据前面说的实验方案进行实验吧，给大家十分钟的时间。
在实验过程中，将得到的数据和观察结果填到课本上的表格中。大家分别记录下当物距大
于二倍焦距、小于二倍焦距大于一倍焦距以及小于一倍焦距的情况下，像距、像的大小、
虚实和正倒。现在开始吧。好我看大家都完成了实验。请一个小组的代表到黑板上写上你
们的实验结果。大家来看，你们的实验结果和黑板上的一致吗？很好，都一致。那大家根
据实验结果，小组讨论一下多媒体中呈现的三个问题：（1）凸透镜在什么条件下成实像，
在什么条件下成虚像？（2）凸透镜在什么条件下成缩小的实像。什么条件下成放大的实像
（3）凸透镜在什么条件下成正立的像，在什么条件下成倒立的像？
哪个小组派代表说一下你们的讨论结果？第二小组的同学。嗯，同学要分析的很准确，
请坐。所有正立的像都是虚像。所有倒立的像都是实像。并且在凸透镜的二倍焦距之外，
所成的像都是一个缩小的实像，在二倍焦距之内呢，所成的像都是一个放大的实像，并且
啊，不存在缩小的虚像。在一倍焦距之内呢，所成的像都是一个正立的虚像，但大于一倍
焦距时，所成像都是一个倒立的实像。请坐。老师，为大家编写一个口诀：正立是虚像，
倒立是实像。二倍焦距分大小，一倍焦距分虚实。这就是凸透镜成像规律的小口诀。以上
呢，就是我们今天学习的凸透镜成像的规律。
那接下来呀，老师给大家留一个小作业，刚才我们说到了照相机、投影仪和放大镜，
大家回去思考一下它们分别应用了凸透镜成像的哪个规律。
