第四节幻灯机、放大镜教案二

一、研究凸透镜成像规律的实验教学说明

　　1．凸透镜的成像规律是一个连续的变化过程，让学生从这一物理现象变化全过程的高度来分析这一物理现象，有助于加深学生对这部分内容的理解认识．

　　2．由于本实验要求学生同时观察和考虑的内容比较多，如凸透镜的焦距、凸透镜焦点的位置、2倍焦距的位置、物体的位置、像的位置，同时还要观察像的性质．对于一个初二的学生来讲容易在观察某一内容时忽略观察其他内容，或者虽然观察了但是头脑中没有反映出其它的内容，这样就很难从整体上把握整个物理变化过程，为此在本节实验设计中采取了两个办法．

　　（1）每进行完一个内容的实验（如物体位于2倍焦距以外），要求同学画图从理论上进行分析，并逐步形成物体在这个范围内成像的物理模型、然后由教师利用复合投影的灯片进行分析．从而使学生在实验现象与物理模型之间建立起必然的联系，从而加深对这一物理过程的认识和理解．

　　（2）三个内容的实验全部完成以后．可用计算机模拟物体从2倍焦距以外移到焦点以里的过程．凸透镜成像由小到大、由实到虚、从倒立变为正立、在透镜另一侧用屏幕接取到用眼直接观看的整个动态变化，从而对凸透镜成像形成一个宏观的整体的认识（也可通过投影或画图进行）．

　　3．为便于操作，也为使学生对实验现象形成深刻的认识从而为探索规律打下基础，实验前应要求学生在光具座中透镜两侧的标尺上明显的标出与焦距和2倍焦距等长的位置以便在实验中能迅速准确的找到应找的位置，并对物、像所处位置形成深刻的印象．

二、凸透镜的成像规律教学说明

　　要教育、引导学生不要死记硬背凸透镜的成像规律，要在理解的基础上掌握它．掌握它的途径有三个

　　1．认真完成研究凸透镜成像规律的实验，通过实验获得深刻的感性认识．

　　2．采用作图法，利用凸透镜三条特殊光线中的任意两条，作出凸透镜在三种情况下的成像光路图，从而在头脑中形成凸透镜成像的物理模型，并形成一个动态的变化过程．

　　3．将实验现象、物理模型与平时应用幻灯机、放大镜的实际有机联系起来，以加深理解和记忆．

三、课时安排　 1课时

四、学生活动设计

　　（一）完成“研究凸透镜的成像规律”学生分组实验．

　　1．完成分组实验．（分两个阶段完成）

　　2．利用凸透镜的特殊光线，运用作图法来研究凸透镜的成像规律．（分两个阶段完成）

　　3．每完成一个阶段的实验及相应的理论分析后，讨论、研究在实践中哪些光学仪器是运用这一原理制作的或工作的．

　　（二）结合上节照相机的知识分析、研究在三种情况下凸透镜成像的变化过程及变化规律．

五、教学过程设计方案

　　1． 引入课题

　　方案一：教师采用幻灯机和投影仪在屏幕上展示各种有关幻灯机和放大镜的图片，向学生介绍这些仪器的主要工作元件都是凸透镜，从而引入新课．

　　方案二：结合上节课讲到的照相机，指出照相机的工作原理，提出问题：如果物体放在1倍焦距与2倍焦距之间，物体成像特点是什么；若物体放在焦点以内，能成像吗？像的特点是什么？从而引入新课．

　　2．新课教学

　　学生实验：研究凸透镜成像规律

　　研究物体位于1倍焦距与2倍焦距之间（画出板图）、位于焦点以里（画出板图），两个位置凸透镜的成像情况（包括像的位置，像的性质（指像与物比是放大还是缩小、像是倒立还是正立，是虚像还是实像））．我们用u来表示物体到透镜的距离，用v表示像到透镜的距离、f表示焦距．

　　教师介绍仪器及使用方法，并重点强调以下几个问题

　　（1）告诉同学凸透镜的焦距

　　（2）把透镜放在标尺中央，从透镜的位置开始在左右两边的标尺上用粉笔标出等于焦距和2倍焦距的位置．

　　物体分别设两个位置，进行两个实验，分两次完成．每完成一个实验，做一次小结，再进行下一个实验．对每个位置成像情况的研究都要通过三个途径进行

　　（1）通过实验研究物体在某一位置的成像情况．略调整物距和光屏位置，看像发生什么变化．

　　（2）利用凸透镜的特殊光线（两条就可以），用作图法研究凸透镜在同一位置的成像情况．

　　（3）研究、分析在照相机、幻灯机、放大镜三种仪器中，哪种仪器利用了凸透镜在这一位置的成像原理．

　　教师讲完后，问同学们有无问题，然后宣布开始第一个实验，将物体（蜡烛）放在1倍焦距与2倍焦距之间．

　　学生开始实验，教师在同学中间巡视并进行指导．学生实验结束，教师组织提问、进行总结．

　　教师利用作图法分析物体从2倍焦距以外向透镜移近的过程中，凸透镜成像的变化情况（有条件可用计算机模拟）．

　　物体从大于2倍焦距以外的位置向焦点处移近的过程中，像成在透镜另一侧，像离透镜越来越远，像越来越大．2倍焦距处是一个变化点，物体在2倍焦距以外成缩小实像，进入2倍焦距内（大于焦距）成放大实像．焦点处是又一个变化点，而且使像发生了质的变化，物距大于焦距成倒立实像，物距小于焦距成正立放大虚像．应使学生们头脑中对整个成像情况形成一个动态的模型．

　　教师结合实验讲述幻灯机、放大镜的构造及应用．为了扩大学生的知识面，在讲了幻灯机后简要介绍一些投影仪的构造和原理．讲放大镜之后可介绍一下显微镜的知识，有助于学科间的联系．

　
　　3．总结

　　分析了幻灯机、放大镜的工作原理，结合前面学过的照相机，总结凸透镜成像规律和特点．到目前为止，学生已经学习过小孔成像、平面镜成像，凸透镜成像的三种情况．这里有三个成实像的情况，两个成虚像的情况．实像是由实际光线会聚形成的，虚像是由反射光线（平面镜成像）或者折射光线（物体位于焦点以里的凸透镜成像）的反向延长线相交形成的．从岸边观察水中的鱼、石子，看到的也是水中物体的虚像．它们的相同之处是：不论实像、虚像都是由光线形成的．从这点看影又与它们有本质的不同，影是光线照不到的黑暗区域．