百宏文教 BHCS
SCIENCE LAB / 理化 · 光學

光學與透鏡成像實驗室

調整凸凹透鏡與物距,從兩條光線和像距讀值判斷實像、虛像與焦點奇異情況。

國中建議 15–20 分鐘任務 → 操作 → 紀錄 → 挑戰

今天要學會什麼

先備知識
直線傳播、焦點、比例
學習目標
辨認實像與虛像的不同;比較物距、像距與放大率;說明物體在焦點時為何無法在有限距離成像
使用方式
各校版本進度不同,請依單元選用。先接任務,再只改一個變因;至少保留兩筆可比較的紀錄。

引導任務

自由探索:先固定其他條件,只改一個變因。

01 / EXPLORE

研究工具箱

調整實驗條件
查看圖像與結果 ↓

選好條件後按「開始觀察」。

02 / OBSERVE

圖像與觀察結果

選好任務或設定條件後,按「開始觀察」。

操作後,這裡會說明模型結果。

請設定條件,然後操作並觀察。

03 / RECORD

我的實驗紀錄

紀錄只保留在本機。

本次模型條件與觀察依據
#條件結果解釋
尚無紀錄

常見迷思

看得到虛像,不代表光線真的在虛像位置會合;實像是否清楚投在屏幕上,還要把屏幕放在像的位置。

04 / CHECK

三題學習檢核

1. 凸透鏡的物體位於焦點內時,形成?
2. 物體恰在凸透鏡焦點上,出射近軸光線?
3. 凹透鏡對實物形成的像通常?

模型限制與教師提示

理想薄透鏡、近軸光線;不計色差、球差及鏡片厚度。光線圖會等比例縮放以納入像的位置;焦點附近的極遠像可能讓物體顯得很小。虛線為反向延長線,不是真正反向行進的光。

給老師的比較任務與判讀

讓學生直接操作並留下第一筆觀察,再只改一個條件完成第二筆;要求學生指出哪些數據支持自己的解釋,以及模型不能支持什麼。

公式:1/f = 1/u + 1/v;m = −v/u。凸透鏡 f>0,凹透鏡 f<0;實物 u>0。

參考概念來源:OpenStax:透鏡成像。本頁文字、題目與示意圖為自編,簡化規則依本頁限制解讀。

接著學

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