浅淡"凸透镜的三条光线"
本文就“凸透镜三条光线”教学的3点浅见阐述如下,以期跟同行交流与研讨。 一、实验探索 引出“三条光线” 1.先用图1左侧所示――自制学生实验用的“三束平行光源”做演示:瓶壁薄而均匀的玻璃小瓶装满水(我们称它为“柱型水透镜”),在实验桌面上竖直立放后对光的作用,跟玻璃凸透镜对光的“会聚作用”十分相似。 2.学生分组实验如图1所示: ⑴中间A柱型水透镜能够显示出:平行主光轴的入射光线,经过凸透镜会聚后的折射光线,必过凸透镜另一侧的焦点;过光心的入射光线,传播方向不改变; ⑵右侧B柱型水透镜能够显示出:通过凸透镜焦点的入射光线,经过凸透镜会聚后的折射光线,在凸透镜的另一侧平行主光轴;过光心的入射光线,传播方向亦不改变; ⑶两个柱型水透镜均能够显示出:通过凸透镜光心的入射光线,经过凸透镜会聚后,折射光线的传播方向并不改变。由此引出“凸透镜的三条光线”。 二、绘图推寻 总结“成像规律” 1.绘图推导 依据凸透镜的三条光线,引导学生画图推导,得出凸透镜的成像规律如图2所示: ⑴当u>2f时,凸透镜能成倒立、缩小的实像; ⑵当u=2 f时,凸透镜能成倒立、等大的实像; ⑶当2f>u>f 时,凸透镜能成倒立、放大的实像; ⑷当f>u时,凸透镜能成正立、放大的虚像。 2.实验验证 学生使用如图5所示的自制教具(成本不足10元/套;每件均能自由升降高度),随时逐条验证上述4条成像规律正确无误。 3.教师小结 依据己知的物理理论,应用数学工具推导演绎、得出新的物理规律,并能用实验证明是正确的,这是学习物理的又一个重要方法!请同学们予以关注。 三、重视应用 解答疑难问题 凸透镜的三条光线十分重要,除了能够推导出凸透镜的成像规律以外,在解答凸透镜成像的疑难问题方面也能大显身手!例如:如图3-⑴所示(图中未填“F”和“2F点”、下同):蜡烛位于A点时,光屏能够呈现_____、_____的____像(其答案课文里有、如图3-⑵所示);如图3-⑶所示:若将蜡烛移动2cm至B点,光屏不动、只向____(填“左”或“右”)移动凸透镜____(填“大”或“小”)于2cm,光屏仍可呈现比原来____(填“大”或“小”)的____像;(用课文里所述的凸透镜的成像规律,很难做出正确判断。其答案为:当蜡烛在B点时,根据凸透镜的成像规律可知:光屏呈现倒立缩小的实像将要变大、如图3-⑷所示。此时只能应用“过光心的入射光线,传播方向不改变”这条特殊光线:画出通过物与像的顶点的光线如图3-⑸所示;此条光线踉主光轴的交点即为凸透镜移动后的新位置!可知凸透镜要向左移动距离明显小于2cm。再确定两个焦点的新位置,画出另外两条特殊光线,它们均能相交于放大实像的顶点,证明以上答案是对的)。 如图4-⑴所示:蜡烛位于C点时,光屏能够呈现_____、_____的____像(其答案如图4-⑵所示);如图4-⑶所示:若将蜡烛移2cm至D点,光屏仍然不动、只向____(填“左”或“右”)移动凸透镜____(填“大”或“小”)于2cm,光屏仍可呈现比原来____(填“大”或“小”)的实像(其答案为:当蜡烛在D点时,根据凸透镜的成像规律可知:光屏呈现倒立放大的实像还将变大、如图4-⑷所示。画出通过物与像的顶点的光线如图4-⑸所示;此条光线踉主光轴的交点即为凸透镜移动后的新位置!可知凸透镜要向右移动距离也明显小于2cm. 再确定两个焦点的新位置,画出另外两条特殊光线,它们均能相交于放大实像的顶点,证明以上答案是对的。图略。该题原答案为:“凸透镜要向左移动距离大于2cm”,这显然是错的!向提供图片的王秀峰高级教师致谢!以上谬误难免,敬请各位师长斧正。