定义 透镜是利用光的折射原理,对光线起会聚或发散作用的透明光学元件。
从哪来 基于折射定律,当光从空气斜射入玻璃(或反之)时,传播方向发生偏折,这是透镜改变光路的基础。
为什么 透镜由两个球面(或一个球面一个平面)组成。由于玻璃折射率大于空气,光线穿过透镜时,在两个界面均发生折射。
若透镜中间厚、边缘薄,光线经过两次折射后向主光轴偏折(会聚);
若透镜中间薄、边缘厚,光线经过两次折射后远离主光轴偏折(发散)。
本质是光程差导致的波前曲率变化,宏观表现为光线的会聚或发散。
实物触摸法
让学生手持透镜,透过它观察近处的文字或远处的景物。
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适合:形象思维强、喜欢动手操作、对抽象概念感到困难的学生。
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操作:看字变大的是凸透镜,看字变小的是凹透镜;看远处景物倒立的是凸透镜(需强调距离大于焦距)。
截面形状分析法
画出透镜的横截面图,用直尺测量中间和边缘的厚度。
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适合:逻辑性强、擅长几何分析、喜欢通过结构推导功能的学生。
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操作:建立“中间厚边缘薄=凸透镜”、“中间薄边缘厚=凹透镜”的几何判断标准,排除视觉误差。
光路模拟法
利用激光笔和烟雾(或粉笔灰)演示平行光通过透镜后的路径。
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适合:空间想象力好、对动态过程感兴趣、需要直观验证物理规律的学生。
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操作:展示平行光通过凸透镜后交于一点(焦点),通过凹透镜后向外散开,直观呈现“会聚”与“发散”的动态效果。