凸透鏡成像“四步教學法”

萬明祥

一、實驗探究，觀察成像情況

學生在學習凸透鏡成像的規律時，往往對實像和虛像的認識模糊不清，因此，筆者在教學中指導學生動手實驗，親自感受當物距發生變化時凸透鏡成像的變化規律。

首先把凸透鏡、蠟燭、光屏安裝在光具座上，點燃蠟燭，調整蠟燭、光屏的高度使燭焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度。

如上圖所示，把蠟燭放在凸透鏡2倍焦距點以外，即u >2f（u表示蠟燭與凸透鏡之間的距離，f表示凸透鏡的焦距），沿直線移動光屏，直到光屏上出現清晰明亮的燭焰像，觀察像是正立還是倒立，是放大還是縮小，記下光屏距凸透鏡中心的距離v。接著依次移動蠟燭，使得u=2f，f

二、列表對比，理清成像規律

引導學生將測量數據填入表格并分析實驗現象，有利于幫助學生理清凸透鏡成像的規律：焦點內外分虛實，兩倍焦距分大小。物近像遠像變大，物遠像近像變小。

三、通過作圖，驗證成像規律

利用凸透鏡的三條特殊光線作凸透鏡成像光路圖，再現成像規律。作圖時應注意：平行于主光軸的光線經折射后通過焦點且通過光心的光線不改變方向。兩條光線相交便可以得到物體的像。當蠟燭放在凸透鏡兩倍焦距以外，光路圖如下：

四、巧用數軸，表示成像規律

這一“數軸”圖示能直觀地反映當物距發生改變時凸透鏡成像性質的變化規律：①兩點，u=f是實像和虛像的分界點，u=2f是凸透鏡放大或縮小實像的分界點。②三區，02f凸透鏡成倒立縮小實像。③凡實像都是倒立的，凡虛像都是正立的。④當u>f時，u越大，成像越小。

利用“數軸”解題，能啟迪學生思維，幫助學生理解題以找出成像性質和物距的內在聯系。

例：某學生在做凸透鏡成像的實驗中發現，當物距u=8cm時，在凸透鏡中看到正立的像，當物距u=9cm時，在光屏中看到倒立的像，那么當物距為下列值時，對像的性質判斷正確的是（ ）

A.當物距u=5cm時，成倒立放大的像

B.當物距u=10cm時，成正立縮小的像

C.當物距u=15cm時，成正立放大的像

D.當物距u=29cm時，成倒立縮小的像

分析題目中已知條件得出凸透鏡的焦距f的范圍為：8cm

（作者單位：通城縣雋水寄宿中學）