谈谈凸透镜和凹透镜的会聚和发散作用

                     邾永辉

对于凸透镜和凹透镜对光起什么作用，学生一般都能回答出“凸透镜对光有会聚作用”、“凹透镜对光有发散作用”。教师如何把“会聚”和“发散”一词的科学内涵讲深、讲透，使这一概念的教学既准确又到位呢？下面以凸透镜为例，来谈谈对凸透镜对光有会聚作用的理解。

若问学生下面的图1和图2中哪一种光路图体现了凸透镜的会聚作用，多数学生都会认为是图1。

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     显然，图1确实体现了凸透镜对光线具有会聚作用，实际上图2也同样体现了凸透镜的这一性质。那么，为什么多数学生只认可图1呢？这是因为在他们的惯性思维看来，只有出现光线聚在一起的现象才为会聚，光线不会聚于一处的岂为会聚？学生产生这种误解的原因，一方面是由于“会聚”一词是指“相聚在一起”的知识经验先入为主；另一方面是教材在揭示凸透镜的会聚作用时，所用的光路图也是如图1所示的一类光路图，这类光路图所反映的现象又正符合学生对“会聚”一词的已有理解。再者，有的老师在讲凸透镜的会聚作用时，对“会聚”一词在这句话中的含意未作明确交待，所以学生将此处的“会聚”与“聚在一起”划上了等号。

为此，教师可以在学完凸透镜成像之后，根据凸透镜的成像规律，画出如图3所示的一组光路图，然后引导学生分析这组光路图中的折射光线比入射光线是靠近主光轴了还是远离主光轴了，这只需将每个光路中的入射光线正向延长一些（延长的方向为不经凸透镜折射时光线的传播方向），引导学生从这四个不同的光路图中看出共同的特征：每个光路图中的折射光线均夹在对应的两条入射光线的延长线之间，即折射光线比入射光线更靠拢主光轴了。从而说明在光学中，人们把凸透镜的这种性质称为凸透镜对光线的会聚作用。同时还应提醒学生注意：凸透镜能将平行于主光轴的入射光线会聚于焦点，这是凸透镜会聚作用的一种特殊性质，我们不能只认定折射光线聚于一点时凸透镜有会聚作用，折射光线不聚于一点时凸透镜就没有会聚作用了。要知道折射光线平行于主轴的图3C以及折射光向外散开的图3D也都同样体现了凸透镜对光线的会聚作用。

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总之，“会聚”一词在“凸透镜对光线具有会聚作用”一句中的确切含意是，折射光线较对应的入射光线更靠近主光轴些。而“发散”一词在“凹透镜对光线具有发散作用”一句中的确切含意是，折射光线较对应的入射光线更远离主光轴些。

                                                 2013年11月17日晚