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【探究凸透镜成像规律应注意的几个环节】 探究凸透镜成像规律的实验

时间:2019-01-08 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  摘 要: 探究凸透镜成像规律应注意:确定好凸透镜的焦距,选好凸透镜;确定烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一直线,且在同一高度;实验中,像的位置的确定、实验次序,等等。   关键词: 凸透镜 成像规律 注意环节
  
  凸透镜成像规律是中学物理光学部分的重要内容,而其实验探究更是掌握规律的绝佳方法,能培养学生的动手能力,激发学生学习物理的兴趣。在教学中,为更好地完成这个实验,必须做好这样几个环节。
  一、确定好凸透镜的焦距,选好凸透镜。
  在粗测凸透镜的焦距时,可把凸透镜放在阳光下,让阳光通过凸透镜汇聚于一点,即凸透镜的焦点,测出焦点到凸透镜的距离就是凸透镜的焦距f。这种方法虽然简单明了,却受到空间和天气情况的限制,故在实际操作中应用不广。一些老师直接告诉学生焦距,这样就让学生失去了一个动手动脑的机会。在成像规律中,当u=2f时,v=2f,成倒立等大的实像,这也是一个测量焦距的方法。但在实际操作中,学生还不知道这个规律,并且实验时间不好控制,如何判断是否等大也是个问题,所以这种方法也不可取。在实际操作中,我采用LED手电筒作为光源,在1米外照射凸透镜,取得了很好的效果。当然,采用多个灯泡的手电筒效果比单个灯泡的手电筒效果更好,入射光更接近一束平行光,测量的焦距更准确。我粗测的凸透镜焦距f=10cm,如果把凸透镜固定在光具座上50cm的地方,则光具座上40cm和60cm处就是一倍焦距点F,30cm和70cm处就是两倍焦距点P。
  在选择凸透镜时,镜面不能太小,焦距f不能太大,否则实验中产生的像较暗,不利于观察。
  二、确定烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一直线,且在同一高度。
  如今在学校中都配备了光具座,所以三者已经就在同一直线上,这比以前在桌面上画直线的方法好。在调节高度时,先放好蜡烛并点燃,把蜡烛、凸透镜、光屏的滑块移到一起,上下调节它们的高度,使烛焰、凸透镜和光屏中心大致在同一高度。确保三者的中心在同一直线、同一高度,便于使像成在光屏的中央,更有利于观察。
  三、实验中,像的位置的确定。
  像的位置确定不好,像的清晰度就不高,像的情况就不好确定。如何找到像所在的确切位置呢?如当物体放在20cm处,让学生自己移动光屏,找到自己认为的像最小最亮的位置,再前后移动一下位置,看像有没有变模糊。如果有,则刚才所定的位置就是像所在的位置;如果没有,就按照这种方法寻找。当然,当u<f时,如物体在45cm处,光屏上不能得到清晰的像,我们可以让学生练习找到实像,再指出虚像不能用光屏承接。
  四、实验次序的确定。
  要得到u=2f和u=f时的成像情况实际上是不容易的,所以这部分的实验由探究性实验改为验证性实验效果更好。在实验中,先探究u>2f,2f>u>f,u<f时,三种情况下的成像情况,如把蜡烛分别放在20cm、35cm、45cm处(由于f的测量可能不是那么准确,因此在实验中要有意避开F点和P点附近,可以使实验现象更明显),观察比较像和物的情况,并记录在表格中。如下图表格,引导学生分析:在u>2f时,成缩小的像;在2f>u>f时,成放大的像;在u=2f时,成什么像?在u>f时成实像,在u<f时成虚像,在u=f时会怎么样?让学生提出猜想,然后加以验证。
  在u=2f和u=f点,由于焦点的确定可能不是非常准确,因此实验效果不是很明显,但是大体能反映出成像规律,在这里验证一下将更好。
  五、从理论、作图上加深对成像规律的理解。
  单纯的实验学习,是让学生体验了科学探究的乐趣,对实验结论的掌握却停留在机械记忆的层面。时间久了,对于像是正立的还是倒立的,是放大的还是缩小的,是实像还是虚像,很多学生的认识就糊涂了。借助凸透镜对光的作用,利用作图的方式,能很好地解决这个问题。
  凸透镜对光的作用,有三条特殊的光线:1.经过光心的光线,传播方向不改变,仍沿直线传播;2.平行主光轴入射,折射光线经过焦点;3.经过焦点的光线,折射光线平行于主光轴。利用三条特殊光线中的两条,就可以作出各个位置物体所成的像,并且只要作图准确,成像规律就非常明确了。如下图:
  在光路图中,我们还能加深对实像和虚像的理解,能直观地看出当物体移动时像的变化情况。
  六、老师加强巡视指导,指导、帮助小组实验、学习。
  老师的指导和帮助,对后进生的学习至关重要,能让他们感受学习的乐趣,更好地学习。
  凸透镜成像规律的探究实验是一个重要的实验,注意以上几个环节,能使我们的学习过程更快捷、更高效。

标签:凸透镜 几个 成像 应注意