2015年5月29日

幾何光學三條線?

在幾何光學課本裡,通常用三條線作圖來決定透鏡成像的位置、大小及虛實。這三條線究竟是怎麼畫的,絕大多數人在考試過後就都還給老師了,真的是很「三條線」!

作者/邱韻如(長庚大學通識中心副教授,任教普通物理及普物實驗,長期關注中學物理教學)

成像三條線
一般課本上所講的透鏡成像實驗,大多是以蠟燭為物體,移動屏幕來找像的位置。在實際教學現場,則大多跳過實驗操作,直接在黑板進行「三條線作圖」與題目演練。在這個實驗裡,有許多問題可以提出來與學生討論:
(1)這三條線是光線嗎?還是只是找像的輔助線?
(2)若把蠟燭改為不會發光的鉛筆,還能成像嗎?
(3)實像虛像怎麼分?
(4)若是把透鏡遮掉一半,所成的像會有什麼改變?

三條線不是繪圖的輔助線
有不少教科書的畫法和圖二類似,將三條線用不同顏色標示,看起來還真像是繪圖的「輔助線」而非真實的光線。但這三條線確確實實是光線,在此用不同顏色來標示,其實並不妥當。甚至,物體和像用不同顏色,也不恰當。

建議應該畫出很多條線,並引導學生理解常見的「三條線」只是這許多條光線裡的其中三條。......【更多內容請閱讀科學月刊第546期】

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