凸透鏡成像變化規(guī)律總結(jié)及其應(yīng)用

例：某班同學(xué)照合影時發(fā)現(xiàn)隊伍兩邊的同學(xué)沒有進入取景框，為拍到全班同學(xué)的完整合影，應(yīng)將照相機的鏡頭向______（前/后）調(diào)，同時，攝影師應(yīng)______（靠近/遠離） 同學(xué)們？此類問題體現(xiàn)出了“從物理走向生活”的基本理念，是學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實際問題的典范，也是各種考試考查的重點；但同時它也是凸透鏡成像規(guī)律應(yīng)用中比較難的一類，學(xué)生學(xué)得恐懼，老師教得頭疼。筆者通過多年的教學(xué)探索，總結(jié)出了一套有效解決此類問題的方法，現(xiàn)分享如下：

一、背景知識梳理及總結(jié)規(guī)律的重要性

此類問題多出現(xiàn)在凸透鏡成像規(guī)律相關(guān)內(nèi)容教學(xué)完成之后，此時，學(xué)生已經(jīng)通過探究活動，對凸透鏡成像規(guī)律有一定程度的了解，并已知道照相機、投影儀、放大鏡的工作原理，但由于現(xiàn)行人教版教材中沒有探究凸透鏡成像變化規(guī)律的內(nèi)容，學(xué)生對成像變化規(guī)律基本一片空白，當(dāng)然也就更談不上上升到理論高度去解決實際問題了。很多教師在實際教學(xué)過程中，往往采用直接告訴學(xué)生規(guī)律，讓學(xué)生去死記硬背的方法，這既違背了物理學(xué)習(xí)規(guī)律，也很難讓學(xué)生真正做到融會貫通。因此，通過實驗探究出相關(guān)規(guī)律，并且總結(jié)成精煉的語言，對這部分內(nèi)容的教學(xué)而言就顯得尤為重要。

二、通過實驗探索凸透鏡成像變化規(guī)律

此實驗采用演示教學(xué)，師生共同探究即可。準(zhǔn)備好探究凸透鏡成像規(guī)律的全部實驗器材，并組裝好，實驗步驟如下：

（1）將點燃的蠟燭放置于2f以外較遠處，調(diào)節(jié)光屏的位置，使?fàn)T焰在光屏上呈清晰的像，記下像距的值，記下像的大?。?/p>

（2）將蠟燭向靠近凸透鏡的方向移動，減小物距（仍保持u>2f），此時光屏上的像變模糊；移動凸透鏡，直到光屏上再次呈現(xiàn)清晰的像為止，記下像距的值、像的大小，提醒學(xué)生與步驟一中的像距值比較，是變大了，還是變小了？像變大了，還是變小了？

（3）完成表格中第一行；

（4）在f

（5）分別在f2f）范圍內(nèi)增大物距，觀察像距變化及像的變化情況，完成表格第三行和第四行。

[引導(dǎo)學(xué)生分析表格，不難發(fā)現(xiàn)，無論在u>2f，還是f

像距與物距的變化相反，像與像距的變化相同。

三、通過作圖法鞏固凸透鏡成像變化規(guī)律

為進一步加深學(xué)生對上面總結(jié)的規(guī)律的印象，可以采用作圖法鞏固，具體方法如下：

上述四幅圖，很直觀的反映了物距變小，像距變大，像也變大的過程；至于物距變大的情況，可以用光路可逆解釋，一樣能發(fā)現(xiàn)物距變大，像距變小，像也變小。進一步驗證了物距與像距的變化相反，像與像距的變化相同。

四、應(yīng)用凸透鏡成像變化規(guī)律解決實際問題

在學(xué)生完全掌握上述規(guī)律后，就可以進入應(yīng)用階段了。例如本文開篇的問題，可以作如下分析：有部分同學(xué)沒有進入取景框，說明拍攝所成的像過大，要讓所有的人都進入取景框，就必須要使像縮小，根據(jù)“像與像距的變化相同”，像距也應(yīng)縮小，鏡頭與膠片之間的距離即為像距，所以鏡頭應(yīng)該向后調(diào)；根據(jù)“物距與像距的變化相反”，像距變小，物距就應(yīng)該變大，所以攝影師應(yīng)該遠離同學(xué)們。此規(guī)律同樣適用于分析投影儀，在此不再贅述。

五、此規(guī)律表達方式與其他表述方式的對比優(yōu)越性

此規(guī)律表述方式，較其他表述方式具有較大的對比優(yōu)越性。首先，語言簡潔。此表述方式拋開具體的變大或變小，用“相同”、“相反”兩個詞將將凸透鏡成像中物距、像距、像的變化規(guī)律聯(lián)系起來，言簡意賅，高度總結(jié)。其次，便于記憶?，F(xiàn)在各種教輔資料上用得比較多的一種表述方式是“物遠像近像變小，物近像遠像變大”，在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這種表述方式雖然也很簡潔，但是不便于學(xué)生記憶，很容易記混，特別是長期記憶，能準(zhǔn)確記住的學(xué)生連十分之一都不到。而本文中的規(guī)律表述方式，絕大部分學(xué)生能很輕松地記住，并且能保持很長時間。其優(yōu)越性不言而喻。

作者簡介：

洪輝林，男，35歲，政教主任，中學(xué)一級教師，現(xiàn)任職于十堰市東風(fēng)鐵路學(xué)校。