教学课题

第二节 探究凸透镜成像规律

授课地点

物理实验室

授课教师

授课时间

仪器材料

光具座、蜡烛、凸透镜、光屏、火柴、多媒体．

教学目标

1. 知识与技能

(1) 知道凸透镜成像规律．

(2) 知道凸透镜所成像的虚实、倒正、大小与物体位置的关系，进一步理解虚像和实像概念．

2. 过程与方法

(1) 能在探究实践中初步获得提出问题的能力．

(2) 通过研究凸透镜成像规律的过程．体验科学研究的过程与方法．

(3) 学习从物理现象中总结归纳科学规律的方法．

3. 情感、态度和价值观

(1) 具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常用品或新器件中的物理学原理．

(2) 在探究问题的过程中，有克服困难的信心和决心．有主动与他人合作和交流的精神．

教学过程

教师活动设计

学生活动设计

问题的提出

1. 凸透镜可以成像

2 ．探究凸透镜成像规律

进行猜想

“ 上节课我们学习了透镜及其对光线的作用，知道凸透镜对光线有会聚作用．那么如果将一个物体放在凸透镜前，会有什么现象呢 ?”

引导学生用凸透镜观察：课本上的字和讲台上的大屏幕后，接着问： “ 凸透镜为什么会成不同特点的像 ? 成不同特点的像可能与哪些因素有关 ? 凸透镜成像有什么规律呢 ?”

提练学生猜想中的知识点，确定本节探究活动．

在此给学生介绍物距 (u) 、像距 (v) 的意义．

学生回答现象并总结：凸透镜可以成像．

学生进行猜想：

学生小组讨论：如何设计实验探究凸透镜成像规律 ?

制定出以下几个方面的计划

A. 选用与探究凸透镜成像实验相关的器材．

制定计划

教学过程

B. 让发光体经凸透镜成放大缩小等大的像．

C. 量出成像时的物距和像距．

D. 用不同焦距的凸透镜重复以

上实验，分析焦距的长短与成像间的关系．

设计方案

实验探究

交流合作

“ 你如何设计方案来验证你自己的猜想 ?”

部分学生介绍自己的设计，并说明原因．

强调为什么要共轴．

教师巡视，对学生的探究过程进行指导，及时对学生探究过程中出现的问题进行指导．

分析数据，比较物距和焦距的关系，得出成放大、倒立像的条件和缩小、倒立像的条件．

分析部分学生的数据中出现的错误，和学生一块探讨出现错误的可能情况．并改正．

学生讨论得到的放大的像和缩小的像的共同特点：倒立，光屏可接到，是实际光线会聚成的，是实像．

提问；把蜡烛放在离凸透镜多远处在光屏上得不到像了 ?

如果把光屏取下，从光屏这一侧观看：你会看到什么现象 ?

结论：看到一个放大、正立的像．这个像与在光屏上得到的像有什么区别 ?

正立、放大．光屏得得不到，不是由实际光线会聚的．

强调和加深 “ 实像与虚像 ” 的意义：当物距大于一倍焦距时，所成的像是

蜡烛射向凸透镜的光会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏接收，也能用眼睛看，是实像．而物距小于一倍焦距时，在光屏上找不到像，人眼逆着光线看去，能看到成的是正立的像．它是光的反相延长线会聚成的像，是虚像．与平面镜成虚像类似．

学生小组讨论

选择现有器材，自己设计方案验证自己的猜想．

探究前的一些准备工作：

学生设计实验中要用到的表格．

2. 粗测凸透镜的焦距．

(1) 平行光会聚法

(2) 远物成像法

3. 认识光具座，将实验器材按蜡烛、凸透镜、光屏的顺序放置．并注意调节它们的高度，使烛焰、透镜中心和光屏中心在一条与光具座平行的直线上．

学生探究实验过程：将蜡烛火焰与透镜的距离由远及近，即物距由大到小移动．观察成像特点．将实验中观察到的现象填入表格．分下面几种情况研究：

(1) 物距大于两倍焦距时．

(2) 物距等于两倍焦距时．

(3) 物距大于一倍焦距小于两倍焦距．

(4) 物距等于一倍焦距时．

(5) 物距小于一倍焦距时．

(6) 在以上成实像和成虚像的情况下，轻轻吹蜡烛的火焰，使它向左侧或右侧偏斜，观察火焰的像是向左侧或右侧偏斜，找出物和像的左右、上下关系．

(7) 用不同焦距的凸透镜重复以上实验，分析焦距的长短与成像间的关系．

3 ．归纳总结

将各小组学生实验中填完的表格用实物投影仪投影到屏幕上，对表格中的出现的问题及时纠正．最后投影出正确的结果．见下表．

各小组派一名代表总结本组的实验方案以及在实验中出现的问题及解决办法．

4. 归纳总结

凸透镜成像规律

透镜
焦距

物体到凸透镜的距离 ( 物距 )

像到凸透镜的距离 ( 像距 )

像的情况

正立、倒立

放大、缩小

虚像、实像

u>2f

2f >v>f

倒立

缩小

实像

U=2f

v=2f

倒立

等大

实像

f=

2f >u>f

v>2f

倒立

放大

实像

u<f

/

正立

放大

虚像

U=f

不成像

进一步总结得到：一倍焦距是成虚像和实像的分界点；二倍焦距是成放大像和缩小像的分界点 I 实像与物体在透镜两侧且倒立；虚像与物体在透镜同侧且正立．

当成虚像时，物、像的左右一致，上下一致 I 当成实像时，物、像的左右相反，上下相反．

课堂小结

凸透镜成像规律是如何得出的 ? 从哪几个角度入手进行研究的 ? 有什么共同的规律 ?