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凸透镜在科研、生产以及日常生活中应用广泛,因此凸透镜成像规律是初中光学部分的重点学习内容。物体经凸透镜成像时,由于物距的变化,导致所成的像的大小、虚实、倒正随之相应变化,对于这一点学生不易理出头绪,因此凸透镜成像规律就成了初中物理光学部分的教学重点和难点。在以往见到的物理资料中常见的凸透镜成像规律总是说“物近像远像变大,物远像近像变小”,而实际上这只是对物体成实像时的规律总结,在物体成虚像时并不适用。许多学生在看书时并不仔细,容易形成误导。我在教学中对凸透镜成像规律加以总结,不再孤立地去理解甚至记忆单个的图形,而是把几个图形联系起来,当成物体整体的运动过程,这样有利于学生们理解和掌握,收到了良好效果。
凸透镜成像规律总的来说分为五种情况:
1、u>2f时,f

从图形上看,如果视作物体和像都向右移动,可以理解为当物体从无限远处逐渐向二倍焦距处靠近时,像逐渐从一倍焦距处向二倍焦距处移动,但在相同时间里物体移动的范围远远大于像移动的范围,也就是说物体移动得比像快,物像之间的距离在不断减小。
2、u=2f时,v=2f,成倒立等大的实像

3、f2f,成倒立放大的实像

从图形上看,如果仍视作物体和像都向右移动,可以理解为当物体从二倍焦距处逐渐向一倍焦距处移动时,像逐渐从二倍焦距处向无限远处移动,在相同时间里物体移动的范围远远小于像移动的范围,也就是说物体移动得比像慢,物像之间的距离在不断增大。
4、u=f时,不能成像

这种情况也可以当做两条折射光线在无限远处相交,即像成在无限远处。
5、u

现在我们先把前面的四个图形联系起来,物体一直向右运动,与此同时像也一直向右运动,像和物体的运动方向始终相同。像距不断增大,像也不断地变大,变化的趋势始终相同。物体和像之间的距离先变小后变大,转折点就在于第二种情况下,此时物像之间的距离最小,为4f,此时u=v=2f。
接下来我们再来看看第五幅图形,如果单纯地看我们平时常见的图形看不出什么,我们来看看下面这幅图形。

从这幅图形中可以看出,在一倍焦距以内时,当物体逐渐靠近凸透镜,像也逐渐靠近凸透镜,像和物体移动的方向仍然相同。像距逐渐变小,像也逐渐变小,像和像距的变化趋势也仍然相同。
综合以上情况,在平时的教学中,除了给学生讲授原有的成像规律外,我也给学生总结了由上述情况得出来的这些规律。由于它们不管是在成实像还是成虚像时都成立,总结下来,有如下几点:(1)不管是在成实像还是成虚像时,像和物体移动的方向总是相同。(2)不管是在成实像还是成虚像时,像和像距的变化趋势总是相同。(3)像距大则像大像移动快;像距小则像小像移动慢。(4)像和物体之间的最小距离为4f,此时u=v=2f。
凸透镜成像规律总的来说分为五种情况:
1、u>2f时,f

从图形上看,如果视作物体和像都向右移动,可以理解为当物体从无限远处逐渐向二倍焦距处靠近时,像逐渐从一倍焦距处向二倍焦距处移动,但在相同时间里物体移动的范围远远大于像移动的范围,也就是说物体移动得比像快,物像之间的距离在不断减小。
2、u=2f时,v=2f,成倒立等大的实像

3、f2f,成倒立放大的实像

从图形上看,如果仍视作物体和像都向右移动,可以理解为当物体从二倍焦距处逐渐向一倍焦距处移动时,像逐渐从二倍焦距处向无限远处移动,在相同时间里物体移动的范围远远小于像移动的范围,也就是说物体移动得比像慢,物像之间的距离在不断增大。
4、u=f时,不能成像

这种情况也可以当做两条折射光线在无限远处相交,即像成在无限远处。
5、u

现在我们先把前面的四个图形联系起来,物体一直向右运动,与此同时像也一直向右运动,像和物体的运动方向始终相同。像距不断增大,像也不断地变大,变化的趋势始终相同。物体和像之间的距离先变小后变大,转折点就在于第二种情况下,此时物像之间的距离最小,为4f,此时u=v=2f。
接下来我们再来看看第五幅图形,如果单纯地看我们平时常见的图形看不出什么,我们来看看下面这幅图形。

从这幅图形中可以看出,在一倍焦距以内时,当物体逐渐靠近凸透镜,像也逐渐靠近凸透镜,像和物体移动的方向仍然相同。像距逐渐变小,像也逐渐变小,像和像距的变化趋势也仍然相同。
综合以上情况,在平时的教学中,除了给学生讲授原有的成像规律外,我也给学生总结了由上述情况得出来的这些规律。由于它们不管是在成实像还是成虚像时都成立,总结下来,有如下几点:(1)不管是在成实像还是成虚像时,像和物体移动的方向总是相同。(2)不管是在成实像还是成虚像时,像和像距的变化趋势总是相同。(3)像距大则像大像移动快;像距小则像小像移动慢。(4)像和物体之间的最小距离为4f,此时u=v=2f。