透镜成像规律演示板.docVIP

精品论文 参考文献 透镜成像规律演示板 湖北省应城市第一高级中学高三（8）班（432400）张家敏 　　在几何光学学习中，学生总感到计算比较繁琐，特别是正、负号规律难以记忆，经统计三年中考的物理成绩中发现，在几何光学透镜成像计算失分较严重，鉴于此我制作出“透镜成像规律演示板”，将透镜成像的物理过程通过图形反映出，从而使问题迅速得以解决，学生很容易掌握。 　　 　　2 制作方法①取40cm 长，3cm 厚的正方体泡沫板一块，②在白纸上画出△ABC 的对应图形。如图（2）所示，并标出相应的刻度，保证u 轴与f 轴，f 轴与v 轴之间夹角均为60deg;③用胶贴在泡沫演示板上，其外表面紧套上薄透明塑料盒外壳。④在塑料盒的正下方安装灵活的两脚，方便站立，防止倾倒，其正上方安装提手，方便挂着演示和提着行动。 　　 　　3 研究对象凸透镜的成像规律及计算的结果可直接读数；凹透镜的成像规律及计算的结果可直接读数。 　　4 研究过程无论是凸透镜还是凹透镜，只要已知u、v、f 中任意两个量即可在演示板上读出第三个量。其研究过程在演示板上找出已知的两个量在相应轴上的对应点、经过这两点的直线或用直尺摆放。直线或直尺与另一轴的交点就是待求的第三个量。若没有交点，即与另一轴平行，则不可能成像或像成在无穷远处。这里必须强调；物距u 一律取正值，成实像时，像距v 为正值，成虚像时，像距v 为负值，凸透镜的焦距f 总为正值。凹透镜的焦距f 总为负值。 　　5 错题验证例如：物距为20cm 时，透镜成等大虚像，求透镜的焦距？ 　　错解：f 凹= umiddot;vu-v= 20middot;（-20）20-（-20）=-20（cm），这里明显错在，像距的负号连续取了两次负导致结果出错。 　　 　　 　　正确解法如下：如图3，图4，见直线①所画的直线均于f轴平行，则frarr;infin;，这里透镜不可能成等大虚像，只有平面镜成正立、等大、虚像，表明：透镜不可能成等大、虚像。 　　由此设计出凸透镜成像规律演示板如图5，凹透镜成像规律演示图板如图6，作明显的对比来好让学生掌握透镜成像规律，达到迅速、准确解题的目的。 　　6 总结规律利用演示板使???生能全面、系统、直观、便捷、准确掌握透镜成像规律。 　　6.1 凸透镜成像如图7。①当u=0 时，则v=0，直线与f 轴重合。 　　表明物紧贴凸透镜面，像也紧贴凸透镜面。②表明透镜不可能成等大的虚像。③当0＜u＜f 时，见直线①，表明v＜0，且uuarr;＜ v uarr;或udarr;＜ v darr;，即为放大、正立、虚像。④当u=f 时，见直线②与v 轴平行，则vrarr;infin;。表明不能成像。⑤当f＜v＜2f 时，见直线③uuarr;＜vdarr;或udarr;＜vuarr;，表明得到放大、倒立、实像。⑥当u=2f 时，见直线④uuarr;= vdarr;=2f 或udarr;=vuarr;=2f，表明得到等大，倒立实像，且可看出u+v 的最小值为4f。⑦当u﹥2f 时，见直线⑤，且f＜v＜2f 且uuarr;、vdarr;，或udarr;、vuarr;，表明得到缩小、倒立、实像。⑧当urarr;infin; 时，见直线⑥，直线⑥平行u 轴，即v=f 表明，不能成像或在焦点处得到一实像点。⑨从演示板上直接看出，一焦分虚实，二焦分大小。⑩若uuarr; v darr;或者udarr; v uarr;，表明所成像是倒立，uuarr; v uarr;或者udarr; v darr;表明像是正立。 　　 　　6.2 凹透镜成像如图8，从图8 看出。像距为负值，焦为负值，u﹥∣v∣??且uuarr; v uarr;或udarr; v darr;，表明凹透镜成像总是缩小、正立、虚像。总之：该演示板①结构简单、便于制作。师生均能制作。①使用方便，不需计算，只需找出已知二量，在演示板上通过对应的点由直尺摆放获得第三个量。②可见度大，全教室的学生看得一目了然。③解题迅速，不是通过计算，而是利用眼看结果准确值。④直观形象，用直尺或画直线的方法演示透镜成像规律。⑤适用范围广，适用于1/X+1/Y=1/Z 的模式。 　　指导老师：王东红张仁义