光学
八年级上册 · 第五章
教学说明
凸透镜成像规律
这一页是给老师看的说明:先讲清做什么、看什么,再点「开始实验」进入可操作页面。实验打开就占满窗口,不需要二次点击。
你会观察到
- 物距大于 2 倍焦距:倒立、缩小的实像
- 物距在 1 倍与 2 倍焦距之间:倒立、放大的实像
- 物距小于焦距:正立、放大的虚像
课堂用法
先让学生预测「蜡烛靠近透镜,像会变大还是变小」,再拖动验证。实验页左上角始终有「实验列表」,随时可以退回。
操作步骤
- 点「开始实验」,光屏上出现清晰的像
- 拖动「焦距」或物体位置,观察像的变化
- 换个镜片,看光屏要往哪边移
为什么值得亲手拖一次
课本上的「物近像远像变大」只有一句话,但学生在纸面上很难建立物距、像距和像的大小三者同时变化的直觉。把蜡烛拖近一点,光屏必须往远处移,像才会重新清晰——这个动作本身就是规律。
实验里还可以拆掉光屏:光屏上接不到像时,眼睛仍能看到一个正立放大的像,这就是虚像。让学生先猜「拆掉光屏还能不能看到」,比直接讲定义有效。
物距、像距与像的性质
| 物距 u | 像的性质 | 像距 v | 生活应用 |
|---|---|---|---|
| u > 2f | 倒立、缩小的实像 | f < v < 2f | 照相机 |
| u = 2f | 倒立、等大的实像 | v = 2f | 测焦距 |
| f < u < 2f | 倒立、放大的实像 | v > 2f | 投影仪 |
| u = f | 不成像 | — | 获得平行光 |
| u < f | 正立、放大的虚像 | — | 放大镜 |
三个常见误区
「物体离透镜越远,像越大」——正好相反。成实像时,物距变大,像距变小,像也变小。
「虚像接不到,所以不存在」——虚像是实际光线的反向延长线,眼睛能看到,只是光屏接不到。
「u = f 时像在无穷远」——折射光线平行射出,不再会聚,所以不成像;这一点常被说成「像在无穷远」。
准备好就打开
实验占满整个窗口,左上角「实验列表」随时返回。
打开实验