定义 描述物体到凸透镜距离(物距)变化时,像的性质(虚实、大小、正倒)及像距变化的对应关系。
从哪来 建立在折射定律之上。光线通过凸透镜发生折射,遵循入射角与折射角的关系,从而决定了光线的会聚或发散路径,最终形成像。
为什么 凸透镜对光线有会聚作用。当物体发出的光线经过透镜折射后,其会聚点的位置取决于入射光线的发散程度(即物距)。
1. 物距大(u>2f):入射光线接近平行,折射后会聚点靠近焦点(f物距小(u:入射光线发散角大,折射后光线反向延长线才相交,形成虚像,且像比物大。
本质是几何光学中光线追踪的必然结果,遵循光路可逆和折射定律。
讲法
口诀记忆法
适合
记忆力强、逻辑抽象能力稍弱的学生。
提供经典口诀:“一倍焦距分虚实,二倍焦距分大小;物近像远像变大(实像)”。
配合表格填空,让学生先背熟规律,再通过画图验证。重点强调“分虚实”和“分大小”两个临界点。
讲法
动态演示法
适合
空间想象能力强、喜欢直观观察的学生。
利用手机手电筒(模拟物体)和凸透镜,在墙上(光屏)移动透镜或物体。
让学生亲眼看到:当物体从远处靠近透镜时,墙上的像逐渐变大、变远;当物体进入焦点内时,墙上无像,但透过透镜能看到正立放大的虚像。强调“动”的过程。
讲法
作图推导法
适合
逻辑严密、喜欢探究原理的学生。
不直接给结论,而是利用三条特殊光线(平行于主光轴、过光心、过焦点)进行作图。
分别画出 u>2f, u=2f, f
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1. 现象:认为“物近像近”。
后果:在调节投影仪或照相机时,方向调反,导致无法成像或像模糊。
怎么纠正:强调实像规律是“物近像远像变大”,虚像规律是“物近像近像变小”(但初中主要考实像动态变化,虚像一般只考定性)。重点记忆实像的“反向”关系。
2. 现象:混淆“一倍焦距”和“二倍焦距”的作用。
后果:判断像的虚实或大小错误,例如认为 $u=1.5f$ 成缩小像。
怎么纠正:制作对比表格,明确 $f$ 是分虚实界限,$2f$ 是分大小界限。画图时标出 $F$ 和 $2F$ 点,强化视觉记忆。
3. 现象:忽略“光屏”只能承接实像。
后果:在 $u < f$ 时,试图在光屏上找像,找不到后认为实验失败或透镜坏了。
怎么纠正:明确告知:光屏承接实像,眼睛透过透镜看虚像。当光屏上无像时,应立即停止移动光屏,改为透过透镜观察。