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        由教材中一道光學(xué)題引發(fā)的思考

        2017-06-16 09:18:47楊戈
        中學(xué)物理·初中 2017年5期
        關(guān)鍵詞:凸透鏡焦距

        摘要:本文針對(duì)教學(xué)中遇到的教材中一道光學(xué)題進(jìn)行思考,探索編者的設(shè)計(jì)目的,分析討論各種方法的優(yōu)點(diǎn)和不足,目的在于尋求一種更易學(xué)生理解接受的解題方法,以幫助解決教學(xué)中遇到的問題.

        關(guān)鍵詞:凸透鏡;焦距;折光能力

        作者簡介:楊戈(1978-),男,廣東廉江人,大學(xué)本科,中學(xué)物理一級(jí)教師,主要研究方向是教材教法研究.

        義務(wù)教育教科書人教版八年級(jí)《物理》上冊(cè)第五章透鏡及其應(yīng)用第三節(jié)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第4題:一位同學(xué)利用類似圖1所示的器材做實(shí)驗(yàn),先用焦距為20cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在光屛上得到了清晰的縮小實(shí)像.接下來他想改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).如果不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置,要在光屏上成清晰的像,光屏應(yīng)該向哪個(gè)方向移動(dòng)?教師用書中參考答案是:光屏向左移動(dòng).由于題中沒有圖,準(zhǔn)確地說應(yīng)該是“光屏應(yīng)向透鏡方向移動(dòng)”.這的確是一道真正考查學(xué)生能力的好題,既考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,又突出考查了學(xué)生的邏輯推理分析能力,因此在各地中考中頻繁出現(xiàn).

        筆者在教學(xué)中是這樣分析的:由“先用焦距為20cm的透鏡甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn),在屛上得到清晰縮小的實(shí)像”可知,此時(shí)u>2f;當(dāng)改用焦距為10cm的透鏡乙繼續(xù)實(shí)驗(yàn),不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置,雖然物距不變,但由于透鏡乙焦距比透鏡甲焦距小,也就是發(fā)光體相對(duì)焦點(diǎn)更遠(yuǎn)了,即相當(dāng)于增大了物距,根據(jù)凸透鏡成實(shí)像規(guī)律:物遠(yuǎn)像距小像變小,可知,要在光屏上成清晰的像,像比原來變小了,像距應(yīng)變小,因此光屏應(yīng)靠近透鏡移動(dòng).按這樣分析后學(xué)生感到很茫然:不改變發(fā)光體和凸透鏡的位置不就是物距不變嗎?怎么相當(dāng)于增大了物距.對(duì)于這一點(diǎn),學(xué)生只停留在多個(gè)物體相對(duì)同一個(gè)透鏡來比較物距.而同一物體相對(duì)兩個(gè)不同的透鏡距離就要看相對(duì)焦點(diǎn)的距離或相對(duì)焦距的倍數(shù)了.

        課后筆者反思:這樣的分析可能還是很多學(xué)生沒辦法接受,特別是思維能力不強(qiáng)的同學(xué)思路轉(zhuǎn)彎不過來.有沒有更好的分析方法?這引起了筆者的思考.根據(jù)凸透鏡成像規(guī)律公式有: 1/u+1/v=1/f,由于焦距f甲>f乙,物距u不變,由公式分析可知像距v甲>v乙,這種方法簡單明了,但凸透鏡成像規(guī)律公式在高中物理選修3-4才學(xué)習(xí),初中不作要求,這對(duì)初中生來說也是不可行的.

        在初中物理光學(xué)教學(xué)中,通過作圖方法分析凸透鏡成像的特征,保持發(fā)光體和凸透鏡的位置不變,分別作出焦距為20cm和焦距為10cm的成像過程圖,如圖2、圖3所示,可以看出焦距更短的透鏡乙成像更小,像距更小,因此光屏應(yīng)靠近透鏡移動(dòng).這種作圖方法直觀性很強(qiáng),但要求作圖準(zhǔn)確性很高,偶然誤差較大,會(huì)大大降低解題的準(zhǔn)確性,同時(shí)這樣解題耗時(shí)也較長.

        在百思不得其解時(shí),突然想到本章第一節(jié)最后一句指出:“凸透鏡越厚,折光能力越強(qiáng)”,而且該節(jié)“動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理”第1小題又通過練習(xí)總結(jié)了“凸透鏡越厚,折光能力越強(qiáng),其焦距越短”,從而呼應(yīng)課本中的結(jié)論.透鏡乙的焦距小于透鏡甲的焦距,也就是透鏡乙的折光能力比透鏡甲更強(qiáng),成像在更前方,因此光屏應(yīng)向透鏡方向移動(dòng)才能接收清晰的像.若運(yùn)用這一結(jié)論分析學(xué)生可能會(huì)更容易接受,同時(shí)也為第四節(jié)近視眼的形成原因與矯正方法的學(xué)習(xí)埋下伏筆,也許這正是編者在第三節(jié)編寫這道題的目的所在.

        以上是本人在教學(xué)中的做法和體會(huì),目的是尋找一種更易學(xué)生理解掌握的方法,不足之處還望同行批評(píng)指出,以便在日后教學(xué)中有所提高.

        參考文獻(xiàn):

        [1]義務(wù)教育教科書物理八年級(jí)上冊(cè)[M]北京:人民教育出版社2012.

        [2]義務(wù)教育教科書教師教學(xué)用書物理八年級(jí)上冊(cè)[M]北京:人民教育出版社2016.

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