“当然能呀!但是我可以保证只给你讲一次,你一生想忘都忘不掉。”周末,8年级小孩说化学光学成像这块觉得有些不熟,问我能不能帮他梳理一下,我笑着说。
儿子其实有些疑虑,但他晓得我不会骗他。
我倒是不太在乎那种知识点,我也就是当初中学学了下,几六年了,也没忘。我更希望通过我补习他学习的过程,让他学会怎样学习,这才是根本。
开讲,开始可能会略显平静,越往越惊喜,前面全是干货:
有一只小企鹅八年级物理凸透镜和凹透镜作图,叫小明。从他一生出来,他就在努力的学习、成长,由于他期盼某三天可以脱离这个荒凉严寒的出生地。
他的梦想之地在很远的地方,很远,看不太真实,但他晓得哪个地点——焦点。
图一
当小明在主光轴两侧无穷远处时(图一),发出来的光可以看作是平行光,平行光通过凸透镜后汇于焦点。
图二
小明为自己的梦想仍然在努力,日夜兼程的奔向她(梦想)奔跑,她不再只是一个闪亮的光点了,她的容貌渐渐显得清晰上去(图二)。
在这段时间内,小明从无穷处挪到了接近两倍焦距的地方。其实他觉得到她在悄悄的远离他,但这个几乎可以忽视不计,由于她只是从一倍焦距向两倍焦距运动。
当小明来到两倍焦距处的时侯(图三),他听到她在旁边两倍焦距的地方,近在咫尺,触手可及!
图三
当小明跨过两倍焦距,向一倍焦距联通的时侯,他发觉她却在急速的远离他(图四)!其实她的样子越来越清晰,尽管她变得越来越高大,却也越来越不可及了!
图四
当小明继续艰辛的移到一倍焦距的时侯,她消失在了无穷远处(图五)!
图五
当小明继续前进的时侯(大于一倍焦距),她又出现了!并且是在小明的身旁,随着小明向透镜方向联通,她从无穷远处追了过来,迅速向他紧靠(图六)。
图六
总算,等小明贴到透镜的时侯,她也挨在了一起,这时小明发觉,如今的她只是一个虚假的影像!其实近在眼前,却仍然不可触碰!
图七
好了,扫盲到这儿,下边即将开始!
先简单梳理一下,在主光轴上,小明为了追求他的梦想(或则他的妻子),从无穷远处不断持续运动,直至贴住凸透镜。他的梦想(虚像)则从另左侧一个焦点上的光点开始,同步逐渐变大,而且先慢后快的远离他。
小明在两倍焦距的时侯,虚像在另左侧两倍焦距的地方,与他等大,但倒立。
小明在一倍焦距的时侯,平行光未能成像,也可以试着觉得是在无穷远处产生了倒立的无穷大的虚像。
这儿试着这样理解一下,假定主光轴无限延长的话,这条直线实际上产生了一个圆(确切说有点类似莫比乌丝环)。想想赤道,地面上再直的直线是不是最终也绕回去产生了一个圆?
这样理解就很容易解释,异侧的倒立虚像,后来是如何一下子弄成了同侧的正立实像?
在无穷远处,量变引起质变,无穷大的倒立虚像与无穷大的正立实像是一样的,实虚进行了转换!
这样就把整个运动过程连上去了,小明从无穷远处向凸透镜联通,像从旁边一倍焦距地方同向联通,之后翻转了过来,产生实像,最终三者重合。
有没有觉得缺乏点哪些?
小明只运动了光轴的一半(凸透镜的右侧),虚像从另左侧一倍焦距的地方运动到无穷远,后然翻过来产生实像,实像也运动了光轴的一半。
相对于整条光轴,小明走的距离差一半,像跑过的距离则差另左侧的一个焦距的距离。
还有,虚像从一个点到无穷大,实像却只是从无穷大到与小明等大,也差从一个点到与小明等大这一部份。
之后,神奇的事情发生了。凹透镜,当小明从无穷远处仍然运动到贴到透镜的时侯,全程只有正立的实像,但是是从一个光点到最终与小明等大(图八),刚好补上了前面缺位的那一块,完美!
图八
有没有一种造物主很神奇的觉得?为啥这些大化学学家最后都挪到神学起来了。
让小孩在脑袋里这样运动的想几遍,这个知识点的理解就远比通常儿子深刻得多得多!
其实,假如再加一把劲,就可以达到终身想忘都忘不掉了。让儿子仔细瞧瞧下边这张图,最好自己再证明一下,把成像公式(下边图片的右下角)自己推出来。
成像公式补充说明
当一个凸透镜制造下来后,他的焦距就定了,所以公式中的f实际上可以看作一个常数,并且永远是一个正值。
u是物距,当一个物体放到光轴上的时侯,也永远是正值。这么当v为正数的时侯,说明成的是一个实像。
这个公式实际上也适用于凹透镜,不同的是凹透镜的f取负值八年级物理凸透镜和凹透镜作图,由于凹透镜无法聚焦,它的焦点是我们的错觉,本身是虚焦点,同实像一样。
早已胡乱扯到这儿了,不妨再把脑洞放大一点儿:假如有一个巨大的凹透镜,人呆在凹透镜上面,这么,从这个人的视角往外看,是不是听到的一个凸透镜?有点象在水里看一个气泡一样,是吧?
为何物体一倍焦距确定像的虚实?从公式很容易看下来,假定f=1,物距大于一倍焦距了,他的倒数显著就大天1了,必须除以一部份,所以必须是实像。
为何物体两倍焦距确定像的大小?从公式也很容易看下来,物距和像距各为二分之一,相等且加上去正好等于1。
别再问为何了,再有的我也不晓得了。
最后的总结,特别重要
我不晓得文章我写清楚了没有,总之我给我家娃讲完后,显著他是双眼放光的,我晓得他是真的彻底懂了。
“你说的方式不错,而且过程和推论都不太严谨”,这是他对我的点评。
我后面早已说过,一个知识点并不重要,重要的是技巧。讲解的这个过程里阐明了两个很有效的学习技巧。
1、把零散的知识串上去,连上去,产生一个有机的整体,这样特别容易理解与记忆。
例如透镜成像公式你们常见的做法是画表,分段记忆,并且凸透镜和凹透镜又分开记,这样须要理解记忆的点好多,容易漏,也容易忘。
相反,把公式结合图象在头脑产生连续的动态图象,知识就显得鲜活了。一是无法忘,二是即使忘了,想一下就全下来了。
2、类比学习,这是十分重要的一个学习方式,通过已有的经验或则知识类比,进而增加新知识的难度,进而达到学得快,掌得牢的目的。
例如把物和像的关系理解成一个人和他的理想(或则其他相关的事情)的关系,相像性十分强,立刻就记住了。既生动形象,又容易理解。
类比学习法的强悍之处在于,随着知识越学越多,会越来越轻松,由于你可以拿来类比的知识和经验越来越丰富。
好多儿子随着学习的东西越来越多,越来越费力,这完全就是方式不当引起的,要尽早调整学习技巧。
好了,就扯那么多吧。
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