凸透鏡成像變化規律總結及其應用

例：某班同學照合影時發現隊伍兩邊的同學沒有進入取景框，為拍到全班同學的完整合影，應將照相機的鏡頭向______（前/后）調，同時，攝影師應______（靠近/遠離） 同學們？此類問題體現出了“從物理走向生活”的基本理念，是學生應用物理知識解決實際問題的典范，也是各種考試考查的重點；但同時它也是凸透鏡成像規律應用中比較難的一類，學生學得恐懼，老師教得頭疼。筆者通過多年的教學探索，總結出了一套有效解決此類問題的方法，現分享如下：

一、背景知識梳理及總結規律的重要性

此類問題多出現在凸透鏡成像規律相關內容教學完成之后，此時，學生已經通過探究活動，對凸透鏡成像規律有一定程度的了解，并已知道照相機、投影儀、放大鏡的工作原理，但由于現行人教版教材中沒有探究凸透鏡成像變化規律的內容，學生對成像變化規律基本一片空白，當然也就更談不上上升到理論高度去解決實際問題了。很多教師在實際教學過程中，往往采用直接告訴學生規律，讓學生去死記硬背的方法，這既違背了物理學習規律，也很難讓學生真正做到融會貫通。因此，通過實驗探究出相關規律，并且總結成精煉的語言，對這部分內容的教學而言就顯得尤為重要。

二、通過實驗探索凸透鏡成像變化規律

此實驗采用演示教學，師生共同探究即可。準備好探究凸透鏡成像規律的全部實驗器材，并組裝好，實驗步驟如下：

（1）將點燃的蠟燭放置于2f以外較遠處，調節光屏的位置，使燭焰在光屏上呈清晰的像，記下像距的值，記下像的大?。?/p>

（2）將蠟燭向靠近凸透鏡的方向移動，減小物距（仍保持u>2f），此時光屏上的像變模糊；移動凸透鏡，直到光屏上再次呈現清晰的像為止，記下像距的值、像的大小，提醒學生與步驟一中的像距值比較，是變大了，還是變小了？像變大了，還是變小了？

（3）完成表格中第一行；

（4）在f

（5）分別在f2f）范圍內增大物距，觀察像距變化及像的變化情況，完成表格第三行和第四行。

[引導學生分析表格，不難發現，無論在u>2f，還是f

像距與物距的變化相反，像與像距的變化相同。

三、通過作圖法鞏固凸透鏡成像變化規律

為進一步加深學生對上面總結的規律的印象，可以采用作圖法鞏固，具體方法如下：

上述四幅圖，很直觀的反映了物距變小，像距變大，像也變大的過程；至于物距變大的情況，可以用光路可逆解釋，一樣能發現物距變大，像距變小，像也變小。進一步驗證了物距與像距的變化相反，像與像距的變化相同。

四、應用凸透鏡成像變化規律解決實際問題

在學生完全掌握上述規律后，就可以進入應用階段了。例如本文開篇的問題，可以作如下分析：有部分同學沒有進入取景框，說明拍攝所成的像過大，要讓所有的人都進入取景框，就必須要使像縮小，根據“像與像距的變化相同”，像距也應縮小，鏡頭與膠片之間的距離即為像距，所以鏡頭應該向后調；根據“物距與像距的變化相反”，像距變小，物距就應該變大，所以攝影師應該遠離同學們。此規律同樣適用于分析投影儀，在此不再贅述。

五、此規律表達方式與其他表述方式的對比優越性

此規律表述方式，較其他表述方式具有較大的對比優越性。首先，語言簡潔。此表述方式拋開具體的變大或變小，用“相同”、“相反”兩個詞將將凸透鏡成像中物距、像距、像的變化規律聯系起來，言簡意賅，高度總結。其次，便于記憶。現在各種教輔資料上用得比較多的一種表述方式是“物遠像近像變小，物近像遠像變大”，在實際教學中發現，這種表述方式雖然也很簡潔，但是不便于學生記憶，很容易記混，特別是長期記憶，能準確記住的學生連十分之一都不到。而本文中的規律表述方式，絕大部分學生能很輕松地記住，并且能保持很長時間。其優越性不言而喻。

作者簡介：

洪輝林，男，35歲，政教主任，中學一級教師，現任職于十堰市東風鐵路學校。