實驗時,首先借助凸透鏡成像規(guī)律解決相關問題關鍵詞:焦距物距像距虛像實像內容摘要:通過探究凸透鏡成像實驗,總結為“三段兩點”成像規(guī)律,借助成像規(guī)律解決相關問題。探究凸透鏡成像規(guī)律的實驗是小學數(shù)學重要實驗之一。該實驗涉及概念較多,成像規(guī)律較為復雜,成像規(guī)律的應用較為廣泛并容易混淆,中學生把握上去較為困難。該部份內容的另外一個特性是容易遺忘,所以班主任在完成該部份教學內容時應當循序漸進,實驗、作圖、習題多角度相結合舉辦教學。其實所用教足,切勿急于求成。筆者依據(jù)多年教學經(jīng)驗,將凸透鏡成像規(guī)律概括為“三段兩點”成像規(guī)律,并用該規(guī)律來解決相關問題。我們應當明晰凸透鏡成像的緣由是因為光的折射,光線從空氣步入玻璃再由玻璃步入空氣時發(fā)生折先將所涉及的概念進一步明晰并進行總結。該實驗須要明晰焦距(f)、物距(u)和像距(V)三個概念。焦距指凸透鏡到焦點的距離,在進行該實驗時焦距經(jīng)常通過兩種辦法解決;一種是實驗器材參數(shù)中直接給出焦距的具體數(shù)值;另一種是借助太陽光和白紙簡單測焦距,讓太陽光正對著凸透鏡照射,在凸透鏡的另外兩側聯(lián)通白紙,直至白紙上出現(xiàn)最小、最亮的光斑,用刻度尺量出凸透鏡到光斑的距離,即為該凸透鏡的焦距;借助的原理是平行于主光軸的光線經(jīng)凸透鏡折射會聚一點(焦點),凸透鏡到焦點的距離即為焦距。
像距是指像到凸透鏡的距離(假如成虛像而且承接在光屏上則為凸透鏡到光屏的距離)。實驗進行前班主任引導中學生認識光具座,并注意觀察光具座上的刻度尺。把凸透鏡固定在光具座上某一位置(最好在刻度尺顯示的整數(shù)位置上)凸透鏡成像規(guī)律習題,把燃起的蠟燭置于光具座的支架上來回聯(lián)通,并觀察置于不同位置的物距情況(學會讀出物距);同樣把光屏也置于光具座的支架上并來回聯(lián)通,為進行實驗做好打算。探究凸透鏡成像規(guī)律實驗時先把光具座置于水平桌面上,后調整燭焰、透鏡中心和光屏中心大致在同一高度(物體可以置于凸透鏡的一側也置于凸透鏡的一側)。把成像情況概括為“三段兩點”成像規(guī)律,即把放物體的區(qū)域通過兩點分為三段,兩點為焦點和二倍焦距的點,三段則為u2f.fu2f這三個區(qū)域。將“三段兩點”的成像規(guī)律概括在以下表格中。成像情況像距(V)應用u2f倒立縮小虛像fv2f拍照機u=2f倒立等大虛像2f測焦距fu2f倒立放大虛像v2f投影儀放大鏡實驗規(guī)律的記憶和實驗操作相結合,切勿死記硬背。還需補充說明以下兒點:第一,每位區(qū)域內應兩個差異較大位置成像便于觀察和比較;第二,成實像時注意應在蠟燭同側觀察實像;第三凸透鏡成像規(guī)律習題,不管是成虛像還是實像都是越緊靠焦點像越(像變人像距變人)。
把握了成像規(guī)律Z后我們通過習題來解決相關問題。例題:在探究凸透鏡成像規(guī)律時,小明用個白色的發(fā)光晶閘管按“F”字樣鑲嵌排列在藍色方格板上代替蠟燭作為光源,又用同樣的藍色方格板弄成光屏,實驗使用的凸透鏡焦距為10cm,實驗裝置如圖所示。調節(jié)光源、凸透鏡和光屏的高度,使它們的中心大致在同一高度上,其目的是(2)凸透鏡固定在光具座零刻度線上,小明將光源移至40cm吋,在光屏上出現(xiàn)倒立、縮小的“實”或“虛”)像;假如小明將光源移至8cm刻度時,他通過凸透鏡見到光源的(選填“倒立”或“正立”)、放大的實像;光源“F”放在15cm處,其大小如圖甲所示,凸透鏡固定在光具座零刻度線上.假如用赤道儀將凸透鏡的上半部份罩(回答一種情況即可).假如實驗中發(fā)覺光屏上的像如圖所示,在不聯(lián)通光屏和透鏡的情況下,應將蠟燭向選填“上”或”下”)聯(lián)通可使像成在光屏中間.(6)在實驗中,當觀察到光屏上燭焰的像與燭焰自身大小相等吋,光屏到凸透鏡的距離V、蠟燭到凸透鏡的距離u、蠟燭到光屏的距離s、凸透鏡的焦距作,要求中學生必須把握;第二問物距小于二倍焦距成倒立、縮小的虛像,物距大于焦距成正立、放大的實像,雖然就是凸透鏡成像規(guī)律簡單的應用;第三問物距小于焦距大于二倍焦距成倒立、放大的虛像,用赤道儀將凸透鏡的上半部份擋住,凸透鏡仍然是凸透鏡所以不影響像的大小,但通過凸透鏡的光線變少因而像變暗,應當選C答案;第四問無論怎樣樣聯(lián)通光屏都得不到像,引導中學生思索不成虛像即成實像,還可以引學案生思索物體是否置于不成像的位置即物距等于焦距;第五問像成在光屏的下邊沿,不能光屏和透鏡的情況下應當把蠟燭緩緩向上聯(lián)通,能夠使像漸漸成在光屏中心;第六問光屏是物距等于二倍焦距的成像情況,即物距等于像距等于二倍焦距,蠟燭到光屏的距離等于四倍焦距。凸透鏡成像這部份內容對中學生來講較難把握而且容易遺忘;習題方式多樣且考察全面;成像情況較且容易混淆。希望在實驗的基礎上總結規(guī)律,并通過習題加以鞏固,能夠達到較好的學習療效。參考文獻:人民教育出版社八年級數(shù)學《上冊》