三、凸透镜成像的规律教学设计

凸透镜成像规律

学习目标：

1、知道凸透镜成像规律及应用。

2、能运用凸透镜成像规律解释有关现象。

教学重点：凸透镜成像规律的探究过程。

难点：引导学生分析实验数据，归纳得出凸透镜成像规律。

教学器材：光具座、凸透镜、F点光源、光屏

教学过程：

引入：

师：同学们，我们先来看段视频：

师：VR眼镜最主要的构造就是2块凸透镜，人眼通过这两块凸透镜可以看到逼真的3D场景，人眼看到的究竟是什么？为何两块凸透镜有如此大的魔力？

师：通过今天的学习，我们就来揭开这一奥秘，今天我们来学习凸透镜成像规律。

师：我们先来做一个活动：1.拿起手边的凸透镜，看周围的物体，你能发现倒立、缩小的像吗？2. 你还能看到什么样的像？（学生回答）（怎么看到的这个像）

师：凸透镜成不同性质的像，和哪些因素有关呢？（学生回答和物体到透镜的距离有关……）

师：是不是有关，我是不是要进行实验，需要哪些实验器材呢？

教师要引导光屏:像还有一个重要特征是虚像还是实像，如何证明凸透镜所成的像的虚实呢？（学生回答需要一个光屏）引导光具座：需要固定物体、透镜、光屏，所以我们在实验室用的是光具座，（拿出光具座）在光具座上，有一把刻度尺，这把刻度尺的作用是什么？

师:为了便于测量距离，我们把凸透镜固定在光具座50cm的位置处，滑块前面有一根红色的标志线，我们把它对准50cm，将旋钮旋紧。在透镜的一边，我们用一个F光源作为物体，这有一个开关，拨动开关，可以控制光源，为了节省能源，等会实验时，老师希望同学们每次实验结束能及时关闭光源，把它放在透镜的左侧，在透镜的另一侧我们来摆放接受像的光屏。

师：接下来我们一起来体验一下光具座的作用。F光源移到最左端，凸透镜位置不动，只移动光屏来找像。找到的像要求要清晰而且成在光屏正中央。下面我看下面哪一组最先找到这样的像。（1分半）

师：同学们找的非常快，（关掉光源），你找的像成在光屏正中央了吗？你是怎样做到的？（学生回答调节光屏的高度），调到什么程度？

师：为了让像成在光屏的中央，我们需要将这三者的中心调到同一高度处。如果不在同一高度的，请调一调，使三者的中心在同一高度上（提醒学生凸透镜的位置不动）

师：你找的像是清晰的吗？你怎么知道你找的像是最清晰的呢？（学生:前后移动，将像进行对比）

师：非常棒，我们要确定像是最清晰的，一定要前后移动光屏，将像进行对比一下。你们都是这样做的吗？

师:这时候我们在光屏上看到的是什么样的一个像？（倒立缩小的实像）在刚才的过程当中，F光源是今天的研究物体，我们把物体到透镜中心的距离把它叫做物距，用u表示，光屏上接受到的是像，所以，我们把光屏到透镜中心的距离叫做相距，用v表示。

我们来读一下物距和像距

师：下面我们来探究凸透镜成像的性质和物距的关系，我们来看一下要求：你需要找几种像？（2种）分别是？ 怎么找？ (改变物距，同时前后移动光屏的位置，直至光屏上出现一个清晰的像。)

师：建议从远到近进行实验，（演示将光源改变位置，前后移动光屏，逐渐靠近凸透镜）知道了吗？

师：为了让实验过程更科学，实验数据更严谨些，请大家找明显缩小和明显放大的像，并一定确保你找的像是最清晰的。

学生实验:（黑板画图）

从大家的实验数据中能找到什么规律吗？

得出规律

师：为了帮助大家更好地找到范围，老师在黑板上画出了凸透镜，我们今天的透镜所用的焦距是10cm，在10cm的地方就是它的一倍焦距，20cm处就是二倍焦距，我请同学们上来把你的物距和像距在图上大致画一画。（请4位同学上黑板）。

大家观察一下，讨论一下，这些数据到底有什么范围？

师：大家仔细看一下，这些物体好像都在某个范围内，这些像也好像在某一范围内

师：当成倒立缩小的实像的情况下，有没有同学做出的物距是小于20cm的吗？

师：结合大家的数据，我们充分地分析出，要想呈倒立、缩小的实像，u一定在2f之外，像距一定在f和2f之间。

师：我们再来分析一下成倒立、放大、实像的情况，先请同学用不同颜色的粉笔将你的数据画到黑板的图中。大家观察一下，讨论一下，这些数据到底有什么范围？

师：当成倒立放大的实像的情况下，有没有同学的物距或者相距不在这两个范围中的？？

师：那我们也可以得出结论：要想呈倒立、放大的实像，u一定在f和2f之间，像距一定在2f之外。

师：同学们在思考一下，当把物体不断移动的过程中，首先找到一个倒立、缩小的实像，接着找到一个倒立、放大的实像，好像在这中间还有没可能出现其它的像？

（师：那你猜想一下物距和像距有什么关系？我们看到比2F大，紧接着跳到2f和f之间，中间好像跳过了一个很重要的地方。

师：同样，像距也越过了一个同样的地方）

师：这仅仅是我们的猜想，下面请大家通过实验来验证，请大家将物距、像距调到20cm，也就是2f处，验证一下，你看到的像是倒立、等大的实像吗？（建议同学们用刻度尺测量一下像的高度）

师：找到倒立、等大的实像的请举手

师：我们确实找到了倒立、等大的实像，说明我们的猜想是正确的，那问题又来了，我们把物距从2f外移到了2f和f之间，如果继续移动，必然会进入一个新的范围，比f小，这时会出现什么现象呢？请大家将物体移到f之类，也就是物体距离透镜中心小于10cm，请动手找到在像。

师：你还能在光屏上找到像吗？（不能）

（提示学生凸透镜近看物体时，会出现正立、放大的虚像。）

师：说明此时成的是虚像还是实像？

师：若不能，那该如何找到像呢？

师：找到像的请举手，到底该如何找到像呢？有没有同学找到？

师：请大家也通过凸透镜来看一看物体，你看到了什么？

师：此时的像的性质是什么？

师：不能在光屏上呈现的像叫虚像，此时像距较特殊，我们不做研究。以上就是凸透镜成像的规律，你能否把它们总结在一起呢？请大家完成书本上的总结。

师：这就是我们学习的凸透镜成像规律，大家在思考一下，无论看到的是倒立缩小的实像也好，还是其它性质的像也好，决定成像性质的究竟是物距还是像距？

师：我们发现决定成像性质的是物距，物距在什么范围，就决定了成什么像，判断成什么像时，关键就是拿物距与焦距相比较，要么与f要么与2f相比较。另外，如果一直成实像，将物体不断地靠拢凸透镜，物距在变小，那像距怎么变，像的大小怎变呢？请大家试一试，将物体一直靠拢凸透镜且保证光屏上有清晰实像，看像距、像怎么变。