幻燈機(jī)放大鏡

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

1．凸透鏡成放大、縮小實(shí)像和虛像的條件

2．幻燈機(jī)、放大鏡的原理

能力目標(biāo)

1．培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

通過正確組裝、調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>

2．培養(yǎng)分析概括能力

通過對(duì)凸透鏡成像現(xiàn)象的觀察分析，總結(jié)出凸透鏡成像規(guī)律，并用列表的方法歸納出凸透鏡成放大或縮小、正立或倒立、實(shí)像或虛像的條件．

3．培養(yǎng)應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．

（1）利用凸透鏡的三條特殊光線，用作圖法解決凸透鏡的成像問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．

（2）通過對(duì)照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡原理的分析逐步培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)分析實(shí)際問題的能力．

4．通過觀察與實(shí)驗(yàn)，就像和影、實(shí)像與虛像的成因，初步學(xué)習(xí)分析與綜合的思維方法．

分析，就是對(duì)各種相關(guān)現(xiàn)象分別進(jìn)行研究，找出它們的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，找出最主要、最本質(zhì)、帶決定性的因素．并在分析的基礎(chǔ)上，把通過對(duì)各種現(xiàn)象分析得到的結(jié)論、以及相關(guān)因素聯(lián)系起來進(jìn)行研究從而得到較為完整的認(rèn)識(shí)．例如對(duì)實(shí)像、虛像的認(rèn)識(shí)是在分析小孔成像、平面鏡成像、凸透鏡成像（三種情況）的基礎(chǔ)上，找出它們的共同點(diǎn)是由光形成，有光進(jìn)入眼睛引起人們的視覺，因而與影有著本質(zhì)的不同．但它們的不同點(diǎn)是，實(shí)像由實(shí)際光線會(huì)聚形成，虛像是由反射（折射）光線的反向延長線相交形成，因而決定了它們的顯像方法也不相同．這就是在分析基礎(chǔ)上的綜合，綜合指導(dǎo)下的分析．在物理學(xué)習(xí)中，形成概念，掌握規(guī)律離不開分析與綜合，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生這方面的能力將有助于今后的學(xué)習(xí)．

德育目標(biāo)

通過研究凸透鏡成像的實(shí)驗(yàn)，以及對(duì)其成像規(guī)律的分析有意識(shí)地滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)．

 

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)首先以學(xué)生實(shí)驗(yàn)開始，觀察凸透鏡成放大的實(shí)像和虛像的條件．在學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)并認(rèn)識(shí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，講述幻燈機(jī)和放大鏡的原理．為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，在講了幻燈機(jī)后還介紹了投影儀的構(gòu)造和原理，講了放大鏡后介紹了顯微鏡的原理．投影儀是教學(xué)中常用的儀器，原理與幻燈機(jī)類似．向?qū)W生簡單介紹顯微鏡的原理，有助于加強(qiáng)學(xué)科間的聯(lián)系．

教法建議

本節(jié)跟講照相機(jī)的方法相似，仍是先讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，觀察凸透鏡成放大的實(shí)像和虛像的條件．在學(xué)生獲得感性認(rèn)識(shí)并認(rèn)識(shí)規(guī)律的基礎(chǔ)上，講幻燈機(jī)和放大鏡的原理．為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)，建議結(jié)合實(shí)際情況介紹投影儀、顯微鏡的構(gòu)造和原理．針對(duì)本節(jié)內(nèi)容，在教學(xué)中應(yīng)以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主，以學(xué)生為主體，教師適當(dāng)提問，啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題．

 

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

一、研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)教學(xué)說明

1．凸透鏡的成像規(guī)律是一個(gè)連續(xù)的變化過程，讓學(xué)生從這一物理現(xiàn)象變化全過程的高度來分析這一物理現(xiàn)象，有助于加深學(xué)生對(duì)這部分內(nèi)容的理解認(rèn)識(shí)．

2．由于本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生同時(shí)觀察和考慮的內(nèi)容比較多，如凸透鏡的焦距、凸透鏡焦點(diǎn)的位置、2倍焦距的位置、物體的位置、像的位置，同時(shí)還要觀察像的性質(zhì)．對(duì)于一個(gè)初二的學(xué)生來講容易在觀察某一內(nèi)容時(shí)忽略觀察其他內(nèi)容，或者雖然觀察了但是頭腦中沒有反映出其它的內(nèi)容，這樣就很難從整體上把握整個(gè)物理變化過程，為此在本節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中采取了兩個(gè)辦法．

（1）每進(jìn)行完一個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)（如物體位于2倍焦距以外），要求同學(xué)畫圖從理論上進(jìn)行分析，并逐步形成物體在這個(gè)范圍內(nèi)成像的物理模型、然后由教師利用復(fù)合投影的燈片進(jìn)行分析．從而使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與物理模型之間建立起必然的聯(lián)系，從而加深對(duì)這一物理過程的認(rèn)識(shí)和理解．

（2）三個(gè)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)全部完成以后．可用計(jì)算機(jī)模擬物體從2倍焦距以外移到焦點(diǎn)以里的過程．凸透鏡成像由小到大、由實(shí)到虛、從倒立變?yōu)檎�立、在透鏡另一側(cè)用屏幕接取到用眼直接觀看的整個(gè)動(dòng)態(tài)變化，從而對(duì)凸透鏡成像形成一個(gè)宏觀的整體的認(rèn)識(shí)（也可通過投影或畫圖進(jìn)行）．

3．為便于操作，也為使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成深刻的認(rèn)識(shí)從而為探索規(guī)律打下基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)要求學(xué)生在光具座中透鏡兩側(cè)的標(biāo)尺上明顯的標(biāo)出與焦距和2倍焦距等長的位置以便在實(shí)驗(yàn)中能迅速準(zhǔn)確的找到應(yīng)找的位置，并對(duì)物、像所處位置形成深刻的印象．

二、凸透鏡的成像規(guī)律教學(xué)說明

要教育、引導(dǎo)學(xué)生不要死記硬背凸透鏡的成像規(guī)律，要在理解的基礎(chǔ)上掌握它．掌握它的途徑有三個(gè)

1．認(rèn)真完成研究凸透鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)獲得深刻的感性認(rèn)識(shí)．

2．采用作圖法，利用凸透鏡三條特殊光線中的任意兩條，作出凸透鏡在三種情況下的成像光路圖，從而在頭腦中形成凸透鏡成像的物理模型，并形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過程．

3．將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、物理模型與平時(shí)應(yīng)用幻燈機(jī)、放大鏡的實(shí)際有機(jī)聯(lián)系起來，以加深理解和記憶．

三、課時(shí)安排    1課時(shí)

四、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)

（一）完成“研究凸透鏡的成像規(guī)律”學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)．

1．完成分組實(shí)驗(yàn)．（分兩個(gè)階段完成）

2．利用凸透鏡的特殊光線，運(yùn)用作圖法來研究凸透鏡的成像規(guī)律．（分兩個(gè)階段完成）

3．每完成一個(gè)階段的實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)的理論分析后，討論、研究在實(shí)踐中哪些光學(xué)儀器是運(yùn)用這一原理制作的或工作的．

（二）結(jié)合上節(jié)照相機(jī)的知識(shí)分析、研究在三種情況下凸透鏡成像的變化過程及變化規(guī)律．

五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)方案

1．  引入課題

方案一：教師采用幻燈機(jī)和投影儀在屏幕上展示各種有關(guān)幻燈機(jī)和放大鏡的圖片，向?qū)W生介紹這些儀器的主要工作元件都是凸透鏡，從而引入新課．

方案二：結(jié)合上節(jié)課講到的照相機(jī)，指出照相機(jī)的工作原理，提出問題：如果物體放在1倍焦距與2倍焦距之間，物體成像特點(diǎn)是什么；若物體放在焦點(diǎn)以內(nèi)，能成像嗎？像的特點(diǎn)是什么？從而引入新課．

2．新課教學(xué)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：研究凸透鏡成像規(guī)律

研究物體位于1倍焦距與2倍焦距之間（畫出板圖）、位于焦點(diǎn)以里（畫出板圖），兩個(gè)位置凸透鏡的成像情況（包括像的位置，像的性質(zhì)（指像與物比是放大還是縮小、像是倒立還是正立，是虛像還是實(shí)像））．我們用u來表示物體到透鏡的距離，用v表示像到透鏡的距離、f表示焦距．

教師介紹儀器及使用方法，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)以下幾個(gè)問題

（1）告訴同學(xué)凸透鏡的焦距

（2）把透鏡放在標(biāo)尺中央，從透鏡的位置開始在左右兩邊的標(biāo)尺上用粉筆標(biāo)出等于焦距和2倍焦距的位置．

物體分別設(shè)兩個(gè)位置，進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分兩次完成．每完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)，做一次小結(jié)，再進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)．對(duì)每個(gè)位置成像情況的研究都要通過三個(gè)途徑進(jìn)行

（1）通過實(shí)驗(yàn)研究物體在某一位置的成像情況．略調(diào)整物距和光屏位置，看像發(fā)生什么變化．

（2）利用凸透鏡的特殊光線（兩條就可以），用作圖法研究凸透鏡在同一位置的成像情況．

（3）研究、分析在照相機(jī)、幻燈機(jī)、放大鏡三種儀器中，哪種儀器利用了凸透鏡在這一位置的成像原理．

教師講完后，問同學(xué)們有無問題，然后宣布開始第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將物體（蠟燭）放在1倍焦距與2倍焦距之間．

學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，教師在同學(xué)中間巡視并進(jìn)行指導(dǎo)．學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束，教師組織提問、進(jìn)行總結(jié)．

教師利用作圖法分析物體從2倍焦距以外向透鏡移近的過程中，凸透鏡成像的變化情況（有條件可用計(jì)算機(jī)模擬）．

物體從大于2倍焦距以外的位置向焦點(diǎn)處移近的過程中，像成在透鏡另一側(cè)，像離透鏡越來越遠(yuǎn)，像越來越大．2倍焦距處是一個(gè)變化點(diǎn)，物體在2倍焦距以外成縮小實(shí)像，進(jìn)入2倍焦距內(nèi)（大于焦距）成放大實(shí)像．焦點(diǎn)處是又一個(gè)變化點(diǎn)，而且使像發(fā)生了質(zhì)的變化，物距大于焦距成倒立實(shí)像，物距小于焦距成正立放大虛像．應(yīng)使學(xué)生們頭腦中對(duì)整個(gè)成像情況形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的模型．

教師結(jié)合實(shí)驗(yàn)講述幻燈機(jī)、放大鏡的構(gòu)造及應(yīng)用．為了擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，在講了幻燈機(jī)后簡要介紹一些投影儀的構(gòu)造和原理．講放大鏡之后可介紹一下顯微鏡的知識(shí)，有助于學(xué)科間的聯(lián)系．

3．總結(jié)

分析了幻燈機(jī)、放大鏡的工作原理，結(jié)合前面學(xué)過的照相機(jī)，總結(jié)凸透鏡成像規(guī)律和特點(diǎn)．到目前為止，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過小孔成像、平面鏡成像，凸透鏡成像的三種情況．這里有三個(gè)成實(shí)像的情況，兩個(gè)成虛像的情況．實(shí)像是由實(shí)際光線會(huì)聚形成的，虛像是由反射光線（平面鏡成像）或者折射光線（物體位于焦點(diǎn)以里的凸透鏡成像）的反向延長線相交形成的．從岸邊觀察水中的魚、石子，看到的也是水中物體的虛像．它們的相同之處是：不論實(shí)像、虛像都是由光線形成的．從這點(diǎn)看影又與它們有本質(zhì)的不同，影是光線照不到的黑暗區(qū)域．

 

探究活動(dòng)

【課題】實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)投影儀的使用方法

【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組

【活動(dòng)流程】

提出問題；猜想與假設(shè)；制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)；分析與論證；評(píng)估；交流與合作．

【參考方案】利用學(xué)校的投影儀學(xué)習(xí)如何使用投影儀，并會(huì)一般的維護(hù)．

【備注】

1、寫出探究過程報(bào)告．

2、發(fā)現(xiàn)新問題．

幻燈機(jī)放大鏡

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