发布时间：2023-09-22 18:13:47
绪论：一篇引人入胜的初中物理透镜成像，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
作为一门以实验为基础的科学，物理学研究问题的主要方法就是实验和观察。在初中科学物理部分的教学中物理实验除了属于物理教学的基础之外，同时还是促进物理教学有效性的重要内容和手段。通过凸透镜成像实验除了能够让学生将相关内容更好地掌握住之外，还可以使学生对探究成功的乐趣具有更好地体验，极大地增强了学生学好初中科学物理部分的信心，笔者以自己的教学实践经验为根据对凸透镜成像实验的改进措施进行了介绍。
1 凸透镜成像实验光源的问题和改进措施
1.1 凸透镜成像实验光源的问题
首先，在使用蜡烛作为光源的时候，学生通过烛焰所形成的成像能够将上下相反倒立的情况很好地观察到，然而却无法发现左右相反的成像特点，这时候只有用手煽火焰才可以让学生观察到。此外，这种方法无法长时间通过光屏承接，也无法使学生留下深刻的实验印象。
其次，在具体的燃烧过程中蜡烛会出现不断变短的情况，所以，光屏中心、凸透镜光心、烛焰中心在蜡烛燃烧一段时间后不能够保持在同一高度上，这时候必须要对三者的高度进行重新调整才能够找到像，因此会对学生的思维产生极大地干扰作用[1]。
再次，在具体的操作过程中，学生肯定会由于自身的动作导致烛焰周围出现空气流动，而在空气流动的情况下烛焰会发生晃动，并且出现大小不稳定的情况，因此影响到光屏上像的位置和清晰度，而且很难将最清晰像的位置确定下来，最终引发实验误差。此外，由于需要在密闭的暗室中进行该试验，蜡烛燃烧在空气与室外流通不畅的情况下会出现浓烈的气味，并且增加实验室内的二氧化碳浓度，对人体产生不良刺激。
最后，通常都是靠蜡泪将蜡烛粘在托盘上，这样很容易导致蜡烛出现倾斜的情况，而且真实的烛焰到凸透镜光心的距离无法被读出，最终引发实验误差。此外，在进行实验的过程中，学生需要用火柴将蜡烛点燃，而一些学生在完成实验之后还会私下对擦燃火柴的乐趣进行再次体现，再加上在实验的时候需要同时点燃几十只蜡烛，因此整个实验室中会出现很多的着火点，非常容易酿成烧伤事故，在严重的情况下还会引发火灾，因此这种方式具有一定的安全隐患。
1.2 改进蜡烛光源的对策
为了使上述的问题得到有效的解决，在具体的实验过程中可以采用由排列的发光二极管组成的“F”形图案取代实验中的发光物体烛焰。在光屏正面的中央位置以“F”样图案镶嵌九个红色的发光二极管，随后用焊锡在光屏背面将九个二极管串联在一起，与电池和开关连接上。这种改进方式具有以下几个方面的优势：
首先，在具体的实验过程中风不会对光源产生影响，导致光源出现大小改变和晃动的情况，同时也有效地防止了由于烛焰晃动和蜡烛燃烧变短而带来的实验不便的问题，使得光屏上的成像具有更加稳定和清晰的特点，有效地降低了实验误差[2]。
其次，该光源本身属于“F”形，因此学生能够直接观察到在光屏上成像具有左右、上下均相反的特点，通过这种方式能够很好的纠正学生认为凸透镜只有上下倒立的成像的错误观念，因此能够将学生学习中的一个认知难点很容易的突破掉。
最后，该光源还具有可重复使用、安全可靠和方便操作的一系列的优势。
2 凸透镜成像实验光屏的问题和改进措施
采用传统的实验方法往往只能够目测光屏上成像的大小，一旦在位于两倍焦距的距离上物体成等大的实像时，很多学生就会错误的认为其是缩小的，这主要是由于与物体本身相比，成像显得要暗，从而进一步导致学生产生变小的错觉，通过这种方式利用目测的方法很难真正得到的结论。为此，在具体的实验过程中教师可以将等间距的刻度标注在光源所在的承接像的光屏中，这样在对成像大小进行观察、比较和记录的时候显得更加方便，并且极大地提升了实验的准确性。
3 凸透镜成像实验光具座的问题和改进措施
传统实验中光具座的最左端采用标尺和零刻度等，在具体的实验过程中要想得出物距和像距，首先必须要经过两次减法运算。在对其进行改进之后，在光具座原来45厘米的地方标注标尺将零刻度，然后在该位置对凸透镜进行固定，分别从左右两个位置将刻度值读出，由于数字从中间到两边不断地增大，这样在实验的过程只需要将其中的两个数据读出，而且不需要任何计算的过程就能够将像距和物距得出。同时采用这种方式能够有效地避免实验以外的干扰因素，具有节省时间和减小难度的优势，因此学生可以在科学探究中投入更多的精力[3]。
4 凸透镜成像实验透镜的问题和改进措施
在具体的实验过程中，按照凸透镜的成像规律，如果将凸透镜的一部分遮挡住，这时候成效就会变暗，而且成像的位置和大小则保持不变。如果学生没有亲自观察这个现象，就不会接受这个规律。这时候就可以将一个遮光套加设在凸透镜上，对成像在光变体发生变化之后是否条件变化进行观察，其具体的做法为：首先对完整透镜的成像情况进行认真观察，最后通过遮光套的方式使透镜的透光面积逐渐地发生改变，再让学生对成像的变化情况进行认真观察。实验结果表明，通过该方法具有非常显著的效果。
5 结语
在初中科学物理内容的教学中，物理实验具有十分重要的作用。利用探究活动不仅可以让学生获得必要的技能和知识，还可以使学生在探究的活动中掌握创造和探究的能力，更为重要的是在探究活动中每个学生都能够获得较大的成就感，因此教师必须要重视物理实验的教学，并且不断地改进物理实验方式，确保获得最佳的实验效果。
参考文献：
物 距
（u） 像的性质 像 距
（v） 应 用
大小 正倒 虚实 像、物位置
无穷远 一 点 异侧 v=f 测透镜焦距（f=v）
u＞2f 缩小 倒立 实像 异侧 f＜v＜2f 照相机或眼睛
u=2f 等大 倒立 实像 异侧 V=2f 测焦距（f=v/2、f=u/2）
f＜u＜2f 放大 倒立 实像 异侧 v＞2f 投影仪、幻灯机
u=f 不成像 无穷远 平行光源或测焦距（f=u）
u＜f 放大 正立 虚像 同侧 v＞u 放大镜
由规律表可看出凸透镜成像牵涉到的概念多、成像特点变化多，很不容易记忆。兴趣在初中学生中的学习生活有着很大饿帮助，他可以帮助学生激发内在学习的动力，物理老师在物理教学过程中也可以通过对各种工具的使用来激发学生在物理学习过程中的兴趣。其中口诀可以说是一个十分好用的工具，他可以帮助学生在记忆的过程中，充满了乐趣，同时还可以帮助学生进行长久的记忆，提高学习的效率。为此，我根据实验事实，把“凸透镜成像规律”总结成了四句简明、易记、实用的口诀：“一倍焦距定虚实，二倍焦距定大小；物走远像变小，像如影子跟着跑。”
“一倍焦距定虚实”是说物体放在凸透镜的焦点处，不能成像；当物距小于焦距（uf）时成实像，即焦点是凸透镜成虚像或实像的分界点。
“二倍焦距定大小”是说物距大于一倍焦距而小于二倍焦距（f
“物走远像变小”，即成实像时，物距变大像变小。
“像如影子跟着跑”，即物体向哪个方向运动，像就向哪个方向移动。
应用上面四句口诀，就可以方便地根据物体或像移动的方向与凸透镜位置，确定物距、像距的大小，从而确定像的大小，解决有关问题了。
例1：在物体由远处沿凸透镜的主光轴向焦点移近的过程中，像到凸透镜的距离与实像大小的变化情况是：
A、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变大
B、像到透镜的距离逐渐增大，像逐渐变小
C、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变大
D、像到透镜的距离逐渐减小，像逐渐变小
分析：物体由远处沿凸透镜的主轴向焦点移近，由于“像如影子跟着跑”，所以像将沿物体移动的方向移动，即像离透镜的距离越来越远，也就是说像距越来越大，又因为“物走远像变小”，那么，像也就逐渐变大。所以，应选择答案A。
例2：某同学拍毕业合影后，想拍一张单身像。摄影师应采取的方法是：
A．使照相机靠近同学，同时镜头往后缩，离胶片近些
B．使照相机靠近同学，同时镜头往前伸，离胶片远些
让我们从教科版初中物理教材八年级上册第四章的“家庭实验室―――制作有透镜的照相机”说起：
我要把针孔照相机改成带凸透镜的照相机，它能照近处的花朵，也能照远处的景物.
观察实像实像能用光屏承接.如果不设光屏，你能不能观察到实像？用实验检验你的想法.
这里通过对“科学探究：凸透镜成像规律”的学习，同学们可以进一步认识到凸透镜既能成实像（它的应用是照相机、投影仪等），又能成虚像（它的应用主要是放大镜）.实像和虚像的区别是：实像既可以用眼睛观察到，又可以呈现在光屏上，虚像只能用眼睛观察到，而不能呈现在光屏上.注意：像的特征就是能观察到.
一、考查凸透镜成像的规律及其应用，应对每一种成像的情况以及特点熟知，并能与相应的应用相联系.
[链接一]
（2013年哈尔滨中考调研）一位同学探究“凸透镜成像规律”，凸透镜的焦距是10cm，某次实验蜡烛距透镜18cm，移动光屏，光屏上出现清晰像的特点是_______，据此人们制成了________________.
探索与点拨
根据凸透镜成像规律：物距小于焦距成正立放大的虚像；物距大于一倍焦距小于二倍焦距成倒立放大的实像，像距大于二倍焦距；物距大于二倍焦距成倒立缩小的实像，像距大于一倍焦距小于二倍焦距.每一种成像情况都对应了不同的应用，据此来进行分析即可.
解答：由于凸透镜的焦距是10cm，则2f=20cm.蜡烛距透镜18cm，大于一倍焦距小于二倍焦距，此时，在光屏上成倒立放大的实像，这一特点的应用主要是投影仪和幻灯机.
答案：倒立放大的实像；投影仪（幻灯机）.
二、探究凸透镜成像的实验，考查学生对实验操作的要求，一定要注意实验前的调整工作.
[链接二]
（2012年哈尔滨）某物理学习小组在研
究“凸透镜成像规律”时，使用的器材如图.（凸透镜的焦距是l0cm，刻度尺上标记着点，相邻两点间距为10cm）
（l）实验前，蜡烛、凸透镜、光屏摆放和调整好的要求是____________________；
（2）凸透镜放在D点，当图中光屏上承接到烛焰的倒立、放大、清晰的像时，蜡烛应放在图中的______________________；
（3）保持凸透镜位置不动，在实验（2）的基础上，想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，那么，接下来的操作是__________.
探索与点拨
在实验中，为使像能清晰地成在光屏的中心，应调整装置中的烛焰、凸透镜和光屏的高度，使它们的中心大致在同一高度、同一直线上；在凸透镜成实像的规律中，物体距离凸透镜越近，所成的实像距离凸透镜越远，所成的实像越大；反之，物体距离凸透镜越远，所成的实像距离凸透镜越近，所成的实像越小.
解答：（2）根据凸透镜成像规律可知，物于凸透镜一倍焦距和二倍焦距之间时，成倒立、放大的实像，所以蜡烛应放在图中的B和C两点之间（在透镜左侧，距凸透镜lOcm至20cm之间；或“在透镜左侧，到凸透镜的距离大于一倍焦距，小于二倍焦距”）.
（3）蜡烛向左移动一定距离，物距变大，像距变小，成的像也变小，因此想要在光屏上得到烛焰缩小、清晰的像，接下来的操作是将蜡烛移到B点左侧（只要体现出B点左侧的某一区域或某一点即可），并调整光屏位置于一倍焦距和二倍焦距之间.
答案：（1）将蜡烛、凸透镜、光屏依次放在同一直线上，并且使烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度；
（2）B、C两点之间；
（3）将蜡烛移到B点左侧，将光屏移到E、F两点之间.
三、考查影响凸透镜焦距大小的因素.主要是考查学生对凸透镜聚光程度的理解以及实验探究能力，这是初中物理课标上明确要求的、需要掌握的一种能力.
[链接三]
（2013年哈尔滨市香坊区一模）小聪同学通过学习眼睛的知识，知道眼睛的晶状体相当于凸透镜，它在睫状肌的拉伸下，会变薄或变厚，会引起自身焦距的变化.于是他想探究一下“凸透镜的焦距与透镜的薄厚（指凸起程度）的具体关系？”他找来了三个除薄厚不同外，其它条件都相同的凸透镜1、凸透镜2和凸透镜3，且三个透镜按顺序一个比一个厚（即凸起程度一个比一个大）.请你帮他设计这次探究的全过程：
（1）在探究中除需要借助太阳光外，还需要什么器材？
（2）请你写出探究的主要步骤，并把所要测量的物理量用相应的字母表示.
（3）根据步骤中所收集到的实验数据，请写出如何分析论证从而得出实验结论.
探索与点拨
利用控制变量法进行探究性实验.要探究凸透镜的焦距与透镜的薄厚的关系，首先我们要知道如何测量焦距，即让凸透镜正对太阳光，调整凸透镜和地面的距离，直到地面上出现很小、很亮的光斑，测出凸透镜和光斑的距离.据此分析即可知道需要的器材和如何设计实验.
解答：我们先确定焦点的位置，然后测量每个凸透镜的焦距，最后比较即可.在探究中除需要三个除薄厚不同外，其他条件都相同的凸透镜1、凸透镜2和凸透镜3，借助太阳光外，还需要测量长度的刻度尺、做记号的白纸.
答案：（1）还需要刻度尺、白纸；
（2）①将三个凸透镜1、2、3依次放在太阳光下，并用白纸接收到各自最小、最亮的光斑；
②用刻度尺分别测出三个凸透镜到各自最小、最亮光斑的距离f1、f2、f3.
（3）如果f1>f2>f3，则在其它条件相同时，凸透镜越薄（或凸起程度越小），焦距越大；如果f1
四、考查凸透镜成像的应用，要搞清物距与像距之间的关系，即凸透镜成像的特点是由物距与像距之间的关系决定的.
[链接四]
（2012年哈尔滨市香坊区一模）在探究“凸透镜成像规律”的实验中，当烛焰、透镜及光屏的相对位置如图所示时，恰能在光屏上得到一个清晰的像.下列哪种光学器材的成像原理与其相同（）
A.电影机B.投影仪
C.放大镜D.照相机
探索与点拨
由图知，物距大于像距，所以此时成倒立、缩小的实像；
A.电影机是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于物距，成倒立、放大实像的原理制成的.不符合题意；
B.投影仪是根据物距大于一倍焦距小于二倍焦距时，像距大于物距，成倒立、放大实像的原理制成的.而此时图中所示像距小于物距.不符合题意；
C.放大镜是根据物距小于焦距时，成正立、放大虚像的原理制成的，所以不符合题意；
D.照相机是根据物距大于像距，成倒立、缩小的实像制成的.故符合题意.
五、利用凸透镜成像特点，考查透镜的光路图，利用凸透镜三条特殊的光线作图.
[链接五]
（2013年哈尔滨市松北区二模）如图所示，请你再画出一束光路图，并确定发光点S像的位置.
