凸透鏡成像“四步教學(xué)法”

萬明祥

一、實(shí)驗(yàn)探究，觀察成像情況

學(xué)生在學(xué)習(xí)凸透鏡成像的規(guī)律時(shí)，往往對(duì)實(shí)像和虛像的認(rèn)識(shí)模糊不清，因此，筆者在教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，親自感受當(dāng)物距發(fā)生變化時(shí)凸透鏡成像的變化規(guī)律。

首先把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在光具座上，點(diǎn)燃蠟燭，調(diào)整蠟燭、光屏的高度使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。

如上圖所示，把蠟燭放在凸透鏡2倍焦距點(diǎn)以外，即u >2f（u表示蠟燭與凸透鏡之間的距離，f表示凸透鏡的焦距），沿直線移動(dòng)光屏，直到光屏上出現(xiàn)清晰明亮的燭焰像，觀察像是正立還是倒立，是放大還是縮小，記下光屏距凸透鏡中心的距離v。接著依次移動(dòng)蠟燭，使得u=2f，f

二、列表對(duì)比，理清成像規(guī)律

引導(dǎo)學(xué)生將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有利于幫助學(xué)生理清凸透鏡成像的規(guī)律：焦點(diǎn)內(nèi)外分虛實(shí)，兩倍焦距分大小。物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小。

三、通過作圖，驗(yàn)證成像規(guī)律

利用凸透鏡的三條特殊光線作凸透鏡成像光路圖，再現(xiàn)成像規(guī)律。作圖時(shí)應(yīng)注意：平行于主光軸的光線經(jīng)折射后通過焦點(diǎn)且通過光心的光線不改變方向。兩條光線相交便可以得到物體的像。當(dāng)蠟燭放在凸透鏡兩倍焦距以外，光路圖如下：

四、巧用數(shù)軸，表示成像規(guī)律

這一“數(shù)軸”圖示能直觀地反映當(dāng)物距發(fā)生改變時(shí)凸透鏡成像性質(zhì)的變化規(guī)律：①兩點(diǎn)，u=f是實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)，u=2f是凸透鏡放大或縮小實(shí)像的分界點(diǎn)。②三區(qū)，02f凸透鏡成倒立縮小實(shí)像。③凡實(shí)像都是倒立的，凡虛像都是正立的。④當(dāng)u>f時(shí)，u越大，成像越小。

利用“數(shù)軸”解題，能啟迪學(xué)生思維，幫助學(xué)生理解題以找出成像性質(zhì)和物距的內(nèi)在聯(lián)系。

例：某學(xué)生在做凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)物距u=8cm時(shí)，在凸透鏡中看到正立的像，當(dāng)物距u=9cm時(shí)，在光屏中看到倒立的像，那么當(dāng)物距為下列值時(shí)，對(duì)像的性質(zhì)判斷正確的是（ ）

A.當(dāng)物距u=5cm時(shí)，成倒立放大的像

B.當(dāng)物距u=10cm時(shí)，成正立縮小的像

C.當(dāng)物距u=15cm時(shí)，成正立放大的像

D.當(dāng)物距u=29cm時(shí)，成倒立縮小的像

分析題目中已知條件得出凸透鏡的焦距f的范圍為：8cm

（作者單位：通城縣雋水寄宿中學(xué)）