运用“三线”特点巧解凸透镜难题

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1、运用“三线”特点巧解凸透镜难题运用“三线”特点巧解凸透镜难题在初中物理教学中，光学既是重点又是难点，而在光学内容里,凸透镜既是重点又是难点，在实际教学过程中发现，许多学生对凸透镜知识存在一知半解情况，进而“望而生畏”，成为测试的失分点,那么，怎样来克服学生在学习凸透镜知识时的畏惧心理呢？笔者认为只要运用“三线”特点，许多问题即可迎刃而解.一、“三线”的涵义及特点“三线”即三条“特殊”的入射光线，分別为平行于主光轴、射入凸透镜中心、从焦点出发（或经过焦点）的入射光线•其特点为：平行于主光轴的入射光线经凸透镜折射后经过焦

2、点，过透镜中心的光线经折射后传播方向不变，通过焦点的光线经折射后将以平行于主光轴的光线射出•具体如图1.图1二、帮助解释凸透镜成像规律教材中通过探究方式研究了凸透镜成像规律，并得出结论，如u〉2f,倒立缩小实像，，为了便于学生记忆，教师也会编制一些顺口溜，如一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小，像的大小像距定，像儿跟着物体跑，较为形象诙谐，对丁学生理解运用凸透镜成像规律的确起到了一定的积极作用•但有些学生有时也会出现混淆不清情况，作为教师，在学习了凸透镜成像规律后，教会学生运用几何作图方法，结合“三线”特点予以分析规律，可

3、以加深学生对规律的理解，以及提高学生运用规律解决问题的能力•如u>2f时的成像性质，v情况通过作图一目了然.同样，对于凸透镜成像的其他规律，也可通过作图来加深理解，在学生获取实验的感性经验基础上，借助于实验的直观性和形图2象性，通过“三线”特点进行理性分析，进而为学生运用“三线”特点来解决疑难问题打下扎实基础•在凸透镜实验后，教师可作为课外作业布置给学生，让学生对凸透镜成像规律的每一种情况，运用数学方法，结合三线特点,用图2的形式表示出来，并在课堂内组织学生交流，有利于培养学生运用数学思维方法的能力•在此基础上，教师

4、也可让优秀学生结合“三线”特点，来逐个分析照相机、投影仪、放大镜的成像情况，并向其他同学介绍讲解，以此來提高学生的分析能力，加深对三种仪器原理的理解.三、帮助解决凸透镜疑难习题在各类物理习题及“屮考热点”中，有关凸透镜知识往往作为区分度较大的题型出现，许多学生经常为在此类习题中失分而苦恼，现举例1是上海市2010年初中物理竞赛复赛试题.例1教室里用投影仪放映课件时，银幕上出现了正常画面，若有只小虫正好落在投影仪的镜头上,此时对画面的影响是()(A)画面变得模糊(B)画面稍微变暗了一些(C)画面上出现该小虫清晰的像(D

5、)画面上出现该小虫的像，但不清晰解析：投影仪原理为2f>u>f吋，成倒立放大实像，其成像原理是物体发出的无数条光线经过凸透镜折射图3形成的实像•为分析简便化，该题可选择典型的三条光线，如图3,假如不透明的小虫子落在镜头A点上，则挡住了入射光线SA,而另两条光线仍通过小虫了以外的部分凸透镜而成像，只是透过凸透镜光线减少了，因此所成的像变暗，故选(B)・对于此类型习题，教师也可适当作拓展深化，多问几个为什么？如问若落在0点或B点乂会怎样？由此可引导学生归纳出般规律：在做凸透镜成像实验时，若只挡住一部分，则仍能成像，但由于

6、光线减少，像的亮度会变暗•通过该题，对学牛也很好的进行了归纳思维方法的训练.图4例2(2012年营口)如图4所示，MN为凸透镜的主光轴，AB为蜡烛，r为蜡烛所成的像，请用作图法确定凸透镜及•个焦点F的位置，并将它们画出.解析：从像与物体比较而言，得出此吋成像性质为正立放大虚像，联系凸透镜成像规律,此吋u〈f・为此，根据“三线”特点，可先把u〈f吋成像性质用儿何方法表示出來，然后再作分析.图5通过此图分析，如图5可知物点A、像点A，、凸透镜中心在同一条宜线上，并且凸透镜中心在主光轴上，也即凸透镜中心为A，A连线的延长

7、线与主光轴的交点，作出屮心为0点，再根据凸透镜中心，即可确定凸透镜的位置.要确定焦点F的位置，过A点作一条与主光轴平行的入射光线AC,分析发现焦点F就是A，C连线与主光轴的交点，综上所述，就可用作图法确定凸透镜及一个焦点F的位置•该题有利于培养学生的读图作图能力.图6例3如图6所示，□和F2是凸透镜的焦点，S是放在凸透镜前的点光源，Sz是S经凸透镜所成的像•当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动时（始终保持u>f）,像9远离透镜移动的情况是（）（A）沿平行主轴方向远离透镜移动（B）沿0与V连线方向远离透镜移动（C）沿F2

8、与S'连线方向远离透镜移动（D）沿F1与S'连线方向远离透镜移动解析：根据凸透镜成像规律，学生已经初步知道物和像同侧运动，但物移动吋，像具体运动轨迹究竟如何，学生不是十分清楚，为此，运用“三线”特点，即能解决此疑难.可根据两条入射光线（-条平行、一条射入凸透镜中心），分别作出点光源S的像为9,当点光源移动到A处图7吋，作出它的像点为S〃，由此比