凸透镜成像变化规律总结及其应用

例：某班同学照合影时发现队伍两边的同学没有进入取景框，为拍到全班同学的完整合影，应将照相机的镜头向______（前/后）调，同时，摄影师应______（靠近/远离） 同学们？此类问题体现出了“从物理走向生活”的基本理念，是学生应用物理知识解决实际问题的典范，也是各种考试考查的重点；但同时它也是凸透镜成像规律应用中比较难的一类，学生学得恐惧，老师教得头疼。笔者通过多年的教学探索，总结出了一套有效解决此类问题的方法，现分享如下：

一、背景知识梳理及总结规律的重要性

此类问题多出现在凸透镜成像规律相关内容教学完成之后，此时，学生已经通过探究活动，对凸透镜成像规律有一定程度的了解，并已知道照相机、投影仪、放大镜的工作原理，但由于现行人教版教材中没有探究凸透镜成像变化规律的内容，学生对成像变化规律基本一片空白，当然也就更谈不上上升到理论高度去解决实际问题了。很多教师在实际教学过程中，往往采用直接告诉学生规律，让学生去死记硬背的方法，这既违背了物理学习规律，也很难让学生真正做到融会贯通。因此，通过实验探究出相关规律，并且总结成精炼的语言，对这部分内容的教学而言就显得尤为重要。

二、通过实验探索凸透镜成像变化规律

此实验采用演示教学，师生共同探究即可。准备好探究凸透镜成像规律的全部实验器材，并组装好，实验步骤如下：

（1）将点燃的蜡烛放置于2f以外较远处，调节光屏的位置，使烛焰在光屏上呈清晰的像，记下像距的值，记下像的大小；

（2）将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动，减小物距（仍保持u>2f），此时光屏上的像变模糊；移动凸透镜，直到光屏上再次呈现清晰的像为止，记下像距的值、像的大小，提醒学生与步骤一中的像距值比较，是变大了，还是变小了？像变大了，还是变小了？

（3）完成表格中第一行；

（4）在f

（5）分别在f2f）范围内增大物距，观察像距变化及像的变化情况，完成表格第三行和第四行。

[引导学生分析表格，不难发现，无论在u>2f，还是f

像距与物距的变化相反，像与像距的变化相同。

三、通过作图法巩固凸透镜成像变化规律

为进一步加深学生对上面总结的规律的印象，可以采用作图法巩固，具体方法如下：

上述四幅图，很直观的反映了物距变小，像距变大，像也变大的过程；至于物距变大的情况，可以用光路可逆解释，一样能发现物距变大，像距变小，像也变小。进一步验证了物距与像距的变化相反，像与像距的变化相同。

四、应用凸透镜成像变化规律解决实际问题

在学生完全掌握上述规律后，就可以进入应用阶段了。例如本文开篇的问题，可以作如下分析：有部分同学没有进入取景框，说明拍摄所成的像过大，要让所有的人都进入取景框，就必须要使像缩小，根据“像与像距的变化相同”，像距也应缩小，镜头与胶片之间的距离即为像距，所以镜头应该向后调；根据“物距与像距的变化相反”，像距变小，物距就应该变大，所以摄影师应该远离同学们。此规律同样适用于分析投影仪，在此不再赘述。

五、此规律表达方式与其他表述方式的对比优越性

此规律表述方式，较其他表述方式具有较大的对比优越性。首先，语言简洁。此表述方式抛开具体的变大或变小，用“相同”、“相反”两个词将将凸透镜成像中物距、像距、像的变化规律联系起来，言简意赅，高度总结。其次，便于记忆。现在各种教辅资料上用得比较多的一种表述方式是“物远像近像变小，物近像远像变大”，在实际教学中发现，这种表述方式虽然也很简洁，但是不便于学生记忆，很容易记混，特别是长期记忆，能准确记住的学生连十分之一都不到。而本文中的规律表述方式，绝大部分学生能很轻松地记住，并且能保持很长时间。其优越性不言而喻。

作者简介：

洪辉林，男，35岁，政教主任，中学一级教师，现任职于十堰市东风铁路学校。