一、作圖成像法
光學(xué)畫圖,是把握光學(xué)內(nèi)容的有效途徑之一。為此,凸透鏡成像規(guī)律完全可以借助三條特殊光線中的兩條,而找到像點,這些方式適用于基礎(chǔ)較好的中學(xué)生,也可以作為實驗后,加強知識的一種補充,也可以為這些要出席各類數(shù)學(xué)大賽的中學(xué)生,作為知識的一種擴寬。方式是過物體上的一點,畫出三條特殊光線中的任意兩條,之后找到光線通過凸透鏡后相交的點,或則光線的反向延長線的交點,就是物體上該點的像點。再依據(jù)物體與主光軸的垂直關(guān)系,畫出像也與主光軸垂直,就可以畫出虛實像。還可以以此介紹虛實像。
本文列出兩種借助畫圖法探究成像規(guī)律,畫圖在下:
兩條光線:(1)過光心的光線方向不變;(2)平行于主光軸光線通過焦點。
(1)u>2f,f<v<2f,成倒立、縮小的虛像由實際光線會聚產(chǎn)生的像叫虛像
(2)u<f,v>u,成正立、放大的實像由光線反向延長線會聚產(chǎn)生的像叫實像
這些技巧適宜學(xué)習(xí)能力較好的中學(xué)生,初三中學(xué)生接受上去可能有些困難,可以在高中第一輪備考時,幫助中學(xué)生記憶,減少備考時的中學(xué)生的記憶壓力。
二、光路可逆法
光路可逆性是光學(xué)的一個重要知識點,中學(xué)生對這個知識也是記憶猶新。具體方式是先按照畫圖法做出一種成像規(guī)律的圖后,提醒中學(xué)生從光路可逆性來考慮問題,把做出來的圖,從背面看一下,又是哪些成像規(guī)律?這樣所有的成像規(guī)律,就可以從光路可逆性來記住規(guī)律。右圖中就是借助光路可逆性,完成兩個成像規(guī)律!
(1)u>2f,f<v<2f,倒立、縮小的虛像
(2)f<u<2f,u>2f,倒立、放大的虛像
這些方式理解層次較高,中學(xué)生理解上去也很難,可以作為新課之后的輔助練習(xí)。
三、童話故事記憶法
一個天氣放晴、陽光明媚的冬天,唐僧師徒一行五人,為取真經(jīng),她們繼續(xù)向西方登山前行。她們來到一個洞穴中休息喝水。洞穴前有一個大的冰山,冰山中間厚、邊緣薄。孫悟空到外邊弄了一些吃的回到洞穴前,他看見冰山旁邊的洞穴里,也有一只倒立、縮小的孫悟空,他以為是妖精,又來吃唐僧的肉了,趕忙掏出金箍棒,打算降伏妖精。這時,冰山后的孫悟空也掏出小金箍棒。孫悟空趕忙往前沖去,打算與之決斗。這時,孫悟空發(fā)覺,妖精似乎怕自己似的,急忙向遠(yuǎn)處逃去,但是顯得很大,但還是倒立的。孫悟空小聲呼道:“妖精,那里逃?”忙連翻幾個筋斗,但有冰山擋著,翻到冰山前時,洞穴中的“妖精”沒有了!
這時,在洞穴中剛睡覺的豬八戒被孫悟空的喊聲驚醒了,慌忙從洞穴中下來叫道:“猴哥,那里有妖精?”出來一看,見到冰山外有一個體型嬌小的孫悟空,哈哈大笑到:“猴哥,你又在變戲法逗人了,讓我來教訓(xùn)你一下!”連忙撿起鈀子,向?qū)O悟空打去,沒打到孫悟空,把冰山打爛了,孫悟空又弄成了原先一樣大小!朋友們凸透鏡成像規(guī)律口訣,大家曉得她們師兄倆分別聽到了哪些嗎?朋友們,誰能把昨天的故事敘說一遍?
這些技巧比較適宜初中中學(xué)生,提升中學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
四、游戲記憶法
游戲打算:卡片五張,前面印有紋樣,一張較大的,一張較小的,一張放大的實像,兩張等大像!在黑板上畫出一個凸透鏡,主光軸,焦點,二倍焦距!
方式是:讓一個中學(xué)生拿著卡片1,站在凸透鏡的一邊的任意一個位置,再讓一個中學(xué)生找到合適的卡片(卡片1),讓他站在恐怕的對應(yīng)位置,這樣就完成了一次成像。可以讓其他中學(xué)生說出她們做的成像規(guī)律,以及物距(u)和像距(v)。在我多次的教學(xué)實踐中,中學(xué)生對此方式也是有比較濃重的興趣。另外,還可以讓她們課后自己去打算卡片,去練習(xí)完成這樣的游戲,此方式還可以用于新課備考,也可以拿來做本節(jié)課的隨堂練習(xí)!游戲的方式圖如下:
u>2f,f<v<2f,成倒立、縮小的虛像
這些方式必須構(gòu)建在中學(xué)生記住規(guī)律的基礎(chǔ)上,可以以聯(lián)賽的形式舉辦,強化大賽能力的培養(yǎng)。
五、口訣記憶法
總結(jié)歸納口訣,始終是我們班主任追求高效教學(xué)療效的有效途徑,下邊列出一些簡單的口訣,有的是中學(xué)生自己想下來的,供你們參考:
口訣一:凸透鏡成像,遠(yuǎn)縮小近放大!(遠(yuǎn)處的物體成縮小的像,近處的物體成放大的像)
口訣二:物近像遠(yuǎn)大,物遠(yuǎn)像近小!(物體近的,成像遠(yuǎn),并且放大,反之)
口訣三:物遠(yuǎn)成虛像,倒立縮小放大;物近成實像,正立實像放大。
(成虛像時,像是倒立的,先是縮小的再是放大的;成實像時,像是正立的,是放大的實像)
這些方式,在施行過程中,療效是比較好的。中學(xué)生也設(shè)計了適宜自己的口訣。由此推廣,在學(xué)習(xí)其他知識時大多可以借助這些技巧。
六、實際應(yīng)用法
(一)打算一張拍照機的成像原理圖,剖析成像的特性,這時物體離凸透鏡比較遠(yuǎn),即u>2f,讓中學(xué)生比較像的大小、正倒立情況,之后總結(jié)出成像的特性,成倒立、縮小的虛像。之后告訴中學(xué)生,我們的耳朵也是一個凸透鏡,眼前的物體在我們的黃斑上“拍了照”,我們才見到了物體。
(二)借助寢室中的投影儀,把里面的反光的平面鏡解出來,讓像呈現(xiàn)在天花板上。讓中學(xué)生去體會投影儀上的透鏡也是凸透鏡,之后去觀察成像特性,請中學(xué)生說出物距、像距,以及成像特性:倒立、放大的虛像。
(三)上課之前,讓中學(xué)生自己打算一個放大鏡。通常的中學(xué)生都能打算一個或大或小的凸透鏡。讓她們自己觀察課本上的字,讓中學(xué)生說出看見的現(xiàn)象,其實中學(xué)生有許多答案,如正立、放大的像,倒立的縮小或放大的像。老師應(yīng)鼓勵中學(xué)生說出自己的發(fā)覺,之后讓她們對觀察到的現(xiàn)象進行分類,得出成虛像規(guī)律的前三點規(guī)律,再讓中學(xué)生比較正立、倒立像的視覺體會有哪些區(qū)別。倒立的像是在眼前的,而正立的像和物體在同左邊。我們平時所說的放大鏡實際上是凸透鏡成像規(guī)律的一種應(yīng)用,只不過是凸透鏡成像規(guī)律的一種情況。所以我們不能把凸透鏡就等同于放大鏡。凸透鏡應(yīng)用于放大鏡時的成像特性及條件:u<f,成正立、放大的實像。
實際應(yīng)用法把化學(xué)現(xiàn)象和生活中的實際例子結(jié)合上去教學(xué),既讓中學(xué)生曉得了知識,還記住了這種知識在生活中的應(yīng)用,真是一舉兩得!您不妨也試試!
七、輔助線記憶法
作輔助線,根據(jù)物體的運動軌跡,把像點的運動軌跡用輔助素描下來,具體輔助線的畫圖方式是:過倒立、等大虛像的頂端和焦點畫出輔助線凸透鏡成像規(guī)律口訣,所有的像的頂端的軌跡都在這條線上。詳盡圖畫圖如下:
(1)u=2f,縮小、放大像的分界點。
(2)u=f,倒正、立像,實、虛像的分界點。
輔助線幫助中學(xué)生記憶,這些方式可以在實驗后引入,可以解決一些變化類題型。
八、實驗探究法
數(shù)學(xué)學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的一門科學(xué),因而,講授本節(jié)課時,最根本的方式還應(yīng)當(dāng)是實驗探究法為基礎(chǔ)。在光學(xué)實驗的教學(xué)中,做好每一個實驗,尤其是演示實驗,對一節(jié)課的勝敗,起著至關(guān)重要的作用。全日制義務(wù)教育《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》對本節(jié)內(nèi)容的要求是:“探究并曉得凸透鏡成像的規(guī)律;了解凸透鏡成像的應(yīng)用。”因此,探究過程的教學(xué),是每一位班主任應(yīng)當(dāng)注重介紹的重點。實驗過程中,應(yīng)一直本著中學(xué)生為主體,老師為主導(dǎo)的原則,讓中學(xué)生從實驗中感受成功的樂趣,讓中學(xué)生自己找到成像的規(guī)律。在實驗時可以加入一些有趣的小實驗,幫助中學(xué)生學(xué)會觀察實驗,培養(yǎng)中學(xué)生的觀察、思考、歸納能力。如,凸透鏡被堵住一半時成像變暗;成像時為何有三個像等一些開放性問題。