用作圖法解析凸透鏡成像規律

凸透鏡成像規律，是新課程的重點章節之一，本節的學習目標為：讓學生了解凸透鏡的成像規律，初步了解實驗——分析——歸納的科學探究方法，強化學生學習的獨立性和主動性.筆者根據教材中的教學要求，采用“提出問題、大膽猜想、制定實驗計劃、實驗記錄、分析歸納，得出結論”的教學模式，在指導學生探究實驗時，著眼于知識技能、創新思維的培養，經過一系列的教學實踐活動，學生自主參與學習的積極性提高了，對科學探究的方法也有了長足進步.在具體教學中，可指導生學用凸透鏡成像作圖法來分析凸透鏡成像規律，通過對比、推理，掌握凸透鏡成像規律及其應用，如實像與虛像分界點，正、倒立的像的分界點，成放大、縮小像的分界點等.

凸透鏡成像作圖法，就是利用兩條特殊的光線經凸透鏡折射后找到它們會聚的點，即所形成的像點.這兩條特殊的光線分別是：一條為平行于主光軸的入射光線，經凸透鏡折射后會過透鏡焦點；另一條光線是過凸透鏡光心的光線，經凸透鏡折射后傳播方向不改變，這兩條折射光線的會聚點即為物體的像點，從而可以確定該物體在凸透鏡中所成的像的位置，如下圖所示.

從以上的五個圖像可以看出凸透鏡成像的幾個問題.

1.圖1中，當物距大于2倍焦距（u＞2f）時，在一倍焦距與2倍焦距之間得到倒立縮小的實像，照相機就是利用這一原理制成的.

2.分析圖1至圖4可知，物距減小時，像距變大，得到的像也逐漸變大.

3.從圖4看出，當物距在一倍焦距與2倍焦距之間（2f＜u＜f）時，像距應在v＞2f處，得放大倒立的實像.幻燈機就是利用這一原理制成的.

4.如圖5所示，當物距小于一倍焦距（u＜f）時，兩條折射光線的反向延長線相交于與物體同側的后方，得到正立放大的虛像，放大鏡就是利用這一原理制成的.

5.從圖3看出，當物距等于2倍焦距（u=2f）時，像距v=2f，像物等大；說明u=2f是成放大或縮小的像的分界點；同理，圖5中u=f，兩條折射光線沒有相交點，可知u=f是成實像或虛像的分界點.

6.從以上的五個圖可以總結出，凸透鏡所成的實像都是倒立的，虛像都是正立的.

7.利用光路可逆的規律來推敲，凡是像距逐漸變小時，物距應逐漸變大，即物體遠離透鏡.

通過實驗探究，加上作圖推理，學生對知識的掌握比較全面，在這基礎上，總結出：不管成實像還是成虛像，成放大像時必定像距大于物距，成縮小像時，必定像距小于物距.為便于學生記憶，編成順口溜：一倍焦距分虛實，二倍焦距分大小，物近像遠像變大.

凸透鏡成像的光路作圖法教材雖不作要求，但根據新課改的教學特點，并經多年教學實踐證明，教給學生用作圖成像法分析凸透鏡成像是可行的.