也談“澆不滅的蠟燭”實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

江薇

摘要：“澆不滅的蠟燭”是一個(gè)讓學(xué)生驚嘆的演示實(shí)驗(yàn)，可以激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的興趣。在教學(xué)實(shí)踐中，根據(jù)需要，對(duì)此實(shí)驗(yàn)的器材和操作步驟的加以改進(jìn)，更好的展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

關(guān)鍵詞：平面鏡：玻璃板：成像

中圖分類號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148（2014）5（S）-0062-2

“澆不滅的蠟燭”是蘇科版八年級(jí)光現(xiàn)象中平面鏡一節(jié)中用于新課引入的演示實(shí)驗(yàn)。教材上對(duì)此實(shí)驗(yàn)有這樣一段描述，“這是一張令人驚訝的照片，茶色的玻璃板后面有一支蠟燭，它竟然在水中燃燒！這是怎么回事？也許……”。有的教師在課堂教學(xué)中只是展示一張照片或播放一段視頻。雖然省略了很多繁瑣的準(zhǔn)備工作。但這個(gè)環(huán)節(jié)的效果也將大打折扣。照片和視頻可以是假的，是剪輯的。只有現(xiàn)場完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，才能最有效的發(fā)揮它的作用。但操作這個(gè)實(shí)驗(yàn)有一定難度，有許多細(xì)節(jié)需要注意。筆者對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些改進(jìn)。并通過實(shí)際應(yīng)用。取得了很好的教學(xué)效果，現(xiàn)敘述出來與各位同仁分享。

1 本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想

1.1提高實(shí)驗(yàn)的可見度

筆者試圖通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，讓坐在教室各個(gè)位置的學(xué)生都能較清楚的看見實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

1.2增加實(shí)驗(yàn)的迷惑性

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)器材和操作步驟的改進(jìn)讓學(xué)生覺得玻璃板后面的確有一只“被點(diǎn)燃的蠟燭”。再向燭焰澆水，發(fā)現(xiàn)蠟燭澆不滅。增加該實(shí)驗(yàn)的迷惑性。

1.3排除實(shí)驗(yàn)中多現(xiàn)象的干擾

突出主要實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，即水中有一支被點(diǎn)燃的蠟燭。盡量排除其他現(xiàn)象的干擾，如由于器材中的多個(gè)反射面而造成燭焰的像有重影。鏡前其他物體在玻璃板中成像等。

2 實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)

為了敘述簡潔，筆者將玻璃板前的物體命名為A，玻璃板后的物體命名為B。

2.1蠟燭

選擇兩根蠟燭比一根蠟燭好。燭焰是光源，成像比較清晰，蠟燭本身不是光源，成像會(huì)較暗，將一根蠟燭放在玻璃板后，觀察起來更具迷惑性。選擇兩根基本相同的蠟燭，主要是長度相同，可將不同的蠟燭切成相同長度的。操作時(shí)，將蠟燭B放在玻璃板后，使其與蠟燭A的像完全重合，那么蠟燭A燭焰的像恰好落在蠟燭B上，猶如蠟燭B也被點(diǎn)燃了。蠟燭B與A的像容易重合，但蠟燭B的燭心（棉線）卻很難與4燭心的像重合，這樣蠟燭B看上去猶如有了兩根燭心，容易露出破綻?？蓪⑾灎TB的燭心全部剪去。（如圖1）

2.2玻璃板

玻璃板不宜太小。否則學(xué)生很容易繞過玻璃板直接看到玻璃板后的景象，邊長30至40cm的方形玻璃板較合適。

選擇茶色玻璃板比普通的玻璃板好。蠟燭B是真的，而蠟燭B的燭焰是假的，是蠟燭4燭焰的像，反射入人眼的光相對(duì)少一些。看上去蠟燭B的“燭焰”似乎暗一些，如何使它看上去像真的呢？使蠟燭B本身透過玻璃板的光減少。茶色的玻璃可以做到。蠟燭B的“燭焰”有點(diǎn)暗，蠟燭B更暗，看上去較逼真。

將玻璃板放置在轉(zhuǎn)盤上比放置在桌面上好。放置在桌面上，無法移動(dòng)，由于光的直線傳播，鏡前用于遮擋蠟燭A的物體必然擋住玻璃板后的蠟燭B，坐在正前方的學(xué)生反而不易觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。將器材放在一個(gè)轉(zhuǎn)盤（一般用于餐桌上）上旋轉(zhuǎn)，可以讓各個(gè)位置的學(xué)生均清楚的看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)時(shí)需將玻璃板豎直放置在轉(zhuǎn)盤上，轉(zhuǎn)盤會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如何將玻璃板穩(wěn)固的放置很關(guān)鍵?？梢赃x擇兩塊較大的磁鐵。吸在玻璃板的底部，放在轉(zhuǎn)盤上即可實(shí)現(xiàn)。此方法不但簡單易操作，而且可以使玻璃板垂直于接觸面。

2.3玻璃杯

現(xiàn)場做實(shí)驗(yàn)不同于放視頻。蠟燭A不能讓學(xué)生看到，必須用一個(gè)物體將其遮擋住。由于講臺(tái)的寬度有限，蠟燭A不可能離玻璃板太遠(yuǎn)，遮擋物也同樣，用什么樣的物體遮擋看上去較自然呢？另一方面，無論用什么物體遮擋蠟燭A，這個(gè)物體都必然會(huì)通過玻璃板成像，這是我們不希望的。既然蠟燭B是放在玻璃杯中的。何不將蠟燭A也放在玻璃杯中？這樣即便玻璃杯A通過玻璃板成了像，這個(gè)像也和玻璃杯B重合了，看不出來。

當(dāng)然，玻璃杯是透明的，就這樣將蠟燭4固定在玻璃棒A中是無法遮擋住它的。用不透光的白色卡紙?jiān)诓ＡП瑼的外面貼一半（對(duì)著學(xué)生的那一半）就可以擋住蠟燭A了。白紙的長同玻璃杯的高，寬同玻璃杯截面周長的一半。

玻璃杯內(nèi)表面光滑，將蠟燭A在杯中點(diǎn)燃，燭焰A會(huì)通過玻璃杯A的內(nèi)表面（相當(dāng)于凹面鏡）成像。這個(gè)像又會(huì)通過玻璃板二次成像。這樣我們看到的蠟燭B的“燭焰”就有了明顯的重影?？蓪⒉ＡП瑼內(nèi)表面的一半也貼上相同大小的白紙，和外表面白紙位置重合。這樣可以有效的防止?fàn)T焰A通過玻璃杯A的內(nèi)表面反射成像。

玻璃板不可能很大。坐在教室兩側(cè)的學(xué)生總可以繞過玻璃板直接看到蠟燭B，而發(fā)現(xiàn)它并沒有被點(diǎn)燃。如何不讓學(xué)生看到？可以將玻璃杯B的外側(cè)和杯A一樣貼上一半白紙。這樣做，既可以防止學(xué)生看到蠟燭B的真實(shí)情況。又可以讓杯A的像與杯B完全重合。鏡前和鏡后物體完全一樣，讓這個(gè)實(shí)驗(yàn)更像一個(gè)魔術(shù)。如圖2所示。

3 實(shí)驗(yàn)的操作細(xì)節(jié)

演示此實(shí)驗(yàn)時(shí)。對(duì)點(diǎn)燃蠟燭A的時(shí)機(jī)是有講究的。筆者有兩種方法以供參考。

3.1事先點(diǎn)燃蠟燭A

可事先點(diǎn)燃蠟燭A，再用一個(gè)大紙箱將整套實(shí)驗(yàn)器材罩住。上課后，掀開紙箱，學(xué)生可看到玻璃板后有一個(gè)玻璃杯，杯中有一支“點(diǎn)燃的蠟燭”。向杯中澆水，看到蠟燭澆不滅。

3.2現(xiàn)場點(diǎn)燃蠟燭A

也可現(xiàn)場點(diǎn)燃蠟燭。但在學(xué)生面前點(diǎn)燃蠟燭A，是不合適的，這樣做等于將魔術(shù)揭秘一半?？捎靡粡埓笮『线m的報(bào)紙搭在玻璃板上遮擋鏡后的景象。上課前先將器材擺放好，將玻璃杯A和蠟燭A放在玻璃板后（靠近教師的一側(cè)）。上課后，先將蠟燭4點(diǎn)燃，再將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)180°，很自然的將A轉(zhuǎn)到了玻璃板前面。再假裝將蠟燭B點(diǎn)燃，由于有報(bào)紙的遮擋，學(xué)生無法發(fā)現(xiàn)教師只是做了個(gè)假動(dòng)作。最后掀開報(bào)紙，呈現(xiàn)出玻璃板后的蠟燭B似乎被點(diǎn)燃了。向杯中澆水，看到蠟燭澆不滅。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過如此改進(jìn)，更加奇妙，更加像一個(gè)魔術(shù)。讓學(xué)生不易猜到原因，而帶著疑問進(jìn)行本節(jié)課的學(xué)習(xí)。使這節(jié)課的引入更加充分的發(fā)揮出它的作用。

（欄目編輯

王柏廬）