倪志峰 周梁琴
摘 要:在平時的教學(xué)實踐中,一線優(yōu)秀教師經(jīng)常都會本著便于學(xué)生記憶、運用的目的,結(jié)合自身的教學(xué)體驗,將某些規(guī)律、知識點或用口訣,或用圖像,或用詩句,形成自己的秘籍。本文對“物近,像遠,像變大” 這個總結(jié)進行再研究,在原有的基礎(chǔ)上將適用條件進一步簡化,便于學(xué)生實際應(yīng)用,在實際教學(xué)中取得了較好的效果。
關(guān)鍵詞:口訣;規(guī)律總結(jié);凸透鏡成像規(guī)律
中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2017)3-0059-3
凸透鏡成像規(guī)律是中考的重點,也是學(xué)生理解上的難點。教師常常在簡單凸透鏡成像規(guī)律的基礎(chǔ)上總結(jié)出物體、凸透鏡、光屏位置變化的動態(tài)規(guī)律??偨Y(jié)口訣:當物體靠近凸透鏡,像就遠離凸透鏡,在這個過程中像在變大。簡單概括為:“物近,像遠,像變大”。這個經(jīng)驗總結(jié)在解題中很有用處,我們來看例題。
例1 小明在研究幻燈機成像情況時,將一個寫有F字樣的膠片放在幻燈機上,此時屏幕上剛好形成一個清晰的像。如果要得到更大的清晰的像,應(yīng)使幻燈機_____(填“遠離”或“靠近”)屏幕,并把透鏡向_____(填 “上”或“下”)移動。
解析 學(xué)生很容易就會聯(lián)想到使用“物近,像遠,像變大”來解題。要求更大的像,那么物體即膠片就要與凸透鏡的距離減小,同時像到凸透鏡的距離變大,像才會變大。所以,答案就比較容易得到了。應(yīng)該使幻燈機遠離屏幕,并將透鏡向下移動。
這類的題目用這個結(jié)論很容易就得到了答案。但是并非所有的情況都適用。
例2 老奶奶用放大鏡看報時,為了看到更大的清晰的像,她常常這樣做( )
A.報與放大鏡不動,眼睛離報遠一些
B.報與眼睛不動,放大鏡離報遠一些
C.報與放大鏡不動,眼睛離報近一些
D.報與眼睛不動,放大鏡離報近一些
錯誤的解析:部分同學(xué)在沒有仔細審題的情況下,將“物近,像遠,像變大”使用到本題,認為物近,像就大,所以理所當然地就選出了錯誤的答案選項D。
錯誤的根本原因是學(xué)生把總結(jié)的適用范圍擴大到了成虛像的情況。這就是學(xué)生對總結(jié)的適用條件沒有清楚掌握的后果,所以有的老師會特意強調(diào)“物近,像遠,像變大”這個總結(jié)在成實像的時候才能夠成立,成虛像并不適用,虛像時應(yīng)該是“物遠,像遠,像變大”。難道總結(jié)真的不適用于成虛像的情況嗎?我們來看凸透鏡成像規(guī)律的光路圖,如圖1所示。
從光路圖上我們很容易看出來規(guī)律總結(jié)的確適用于實像,在成虛像的時候應(yīng)該是物體越靠近凸透鏡,虛像就越小。但是,我們?nèi)绻僮屑氂^察光路圖,大家注意焦點處。我們會發(fā)現(xiàn)實際上當物體在焦距以內(nèi)時,物體靠近凸透鏡的時候也正是它遠離焦點的時候,換句話說:當成虛像的時候,物體靠近焦點的時候成的虛像也是變大的。由此,我們可以總結(jié)出:凸透鏡成像時,物體越靠近焦點,成的像也就越大。此總結(jié)不僅適用于成實像的情況,成虛像同樣也是適用的。我們可以將它簡化為“物近(焦點),像遠(凸透鏡),像變大”。雖然總結(jié)只是增加了“近焦點”這幾個字,但是使用的時候方便了不是一點點。我們先來用此總結(jié)解決剛才的例題2。放大鏡是成虛像的,此時要讓像變大,應(yīng)該讓物體靠近焦點,即報紙要與放大鏡遠離,實質(zhì)是報紙靠近凸透鏡的焦點。答案就顯而易見了,選擇選項B。此規(guī)律總結(jié)除了應(yīng)對物距變化的題型,如配合作圖,可以輕松解決以下題型。
1 判斷凸透鏡焦距長短問題
1.1 成虛像的情況
例3 報紙上放有小明的近視眼鏡、爸爸的老花鏡、奶奶度數(shù)更深的老花鏡及媽媽的平光眼鏡,如圖2所示,則奶奶的老花鏡為圖中的( )
解析 學(xué)生的選擇應(yīng)該最終是集中在A、B兩個選項上。我們作出如圖3的示意圖,成虛像時,物體在焦點以內(nèi)。當物體與凸透鏡的距離一定時,凸透鏡焦距越小,物體與焦點的距離就越近,像就越大。焦距小意味著聚光能力越強,老花鏡度數(shù)就越高。顯然答案就應(yīng)該是選項B。
1.2 成實像的情況
例4 將物體分別放在兩塊凸透鏡甲、乙前相同距離處。放在凸透鏡甲前面時,光屏上成的像小,則焦距f f 。
解析 我們同樣的作出如圖4的示意圖:
在成實像時,焦距越小,焦點越靠右,物體與焦點的距離越遠,像就越小。所以答案應(yīng)該是“小于”。
2 處理變焦問題
例5 如圖5所示,蠟燭在光屏上成清晰的像。如果向水透鏡中加水,為了仍然得到清晰的像,我們應(yīng)該將向 移動光屏(“左”或者“右”)。
解析 向水透鏡中注水。水透鏡變厚,焦距變小,焦點右移,蠟燭與焦點變遠,“物遠,像近,像變小”。所以光屏向左移動。
3 處理組合透鏡類問題
例6 把圖6中的凸透鏡看作是眼睛的晶狀體,光屏看作是視網(wǎng)膜,給凸透鏡“戴”上近視眼鏡,使燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像。若“取下”近視眼鏡,為使光屏上的像清晰,在保持燭焰和透鏡位置不變的條件下,應(yīng)將光屏( )
A.保持在原來的位置
B.靠近透鏡
C.遠離透鏡
D.無論怎么樣移動光屏都不能使像清晰
解析 我們作圖,凹透鏡對光有發(fā)散作用,所以開始的時候組合透鏡的焦點在圖7中F處,當把凹透鏡拿走,焦點就變到了F'處。很顯然,物體遠離了焦點,根據(jù)口訣“物遠,像近,像變小”可知,光屏應(yīng)該靠近凸透鏡。答案為選項B。此類組合透鏡的題目,還可以變式為凸凸組合,或者組合透鏡撤走某一透鏡的成像問題。
我們在解題教學(xué)中,常常會根據(jù)自己的經(jīng)驗,總結(jié)出一些口訣。口訣的使用,并非只是簡單套用,而是為了讓學(xué)生能更好地理解、掌握規(guī)律,用于解題。如果學(xué)生不能很好地掌握口訣的適用條件,有可能就會導(dǎo)致口訣的濫用。就像本文中的“物近,像遠,像變大”。所以,我們必須對口訣的適用條件加以強調(diào)?;蛘邔⒖谠E的適用條件進一步簡化,擴大口訣的適用范圍,那么解題肯定會更加得心應(yīng)手。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準:2011年版[S].北京:北京師范大學(xué)出版社, 2011.
(欄目編輯 王柏廬)