六改《探究平面鏡成像的特點(diǎn)》實(shí)驗(yàn)

冷建軍

人教版8年級(jí)物理上冊(cè)《探究平面鏡成像的特點(diǎn)》一實(shí)驗(yàn)中只探究“蠟燭及蠟燭的像在位置上有什么關(guān)系，它們的大小有什么關(guān)系？”這樣的實(shí)驗(yàn)過程過于簡(jiǎn)單，探究的問題過于單一。孟子日：“盡信書，則不如無書?！痹谄綍r(shí)的教學(xué)和學(xué)習(xí)中，要不拘泥于課本，依靠課本，但不依賴課本。實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)物理樂趣的主要途徑，在物理實(shí)驗(yàn)比較成熟的基礎(chǔ)上，需要在實(shí)踐中不斷地發(fā)現(xiàn)問題、拓展思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。筆者認(rèn)為《探究平面鏡成像的特點(diǎn)》實(shí)驗(yàn)要在原有的基礎(chǔ)上，做到“六改”。

1改用不同的平面鏡找像

教材中的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，在桌面上鋪一張大白紙，紙上豎立一塊玻璃板作為平面鏡。

如果在實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生用平面鏡（可以先不提供玻璃板）做實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生找出像的位置，雖然成的像很清晰，但學(xué)生無法找到像的具體位置。這一實(shí)驗(yàn)也為后面學(xué)習(xí)平面鏡成虛像打下伏筆。“不撞南墻不回頭”，通過這個(gè)“南墻”可以更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，也能讓學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)到用“玻璃板代替平面鏡”做實(shí)驗(yàn)的好處，即玻璃板能像平面鏡一樣成像（能反光），也能找到像具體的位置（玻璃板是透明的），可以巧妙地解決確定像的位置和大小的問題。通過比較，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)并學(xué)習(xí)到一種新的物理研究方法——替代法。

2改變實(shí)驗(yàn)環(huán)境的明暗程度

在比較明亮的環(huán)境中，很多物體都會(huì)反射光線，干擾人的視線，影響觀察效果。而在較黑暗的環(huán)境中，燭焰的火焰是相對(duì)較亮的，蠟燭射向平面鏡的反射光線最多，進(jìn)入人眼的光線也就最多，蠟燭成的像最亮，所以應(yīng)在比較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以通過改變實(shí)驗(yàn)室光線的明暗程度來比較在什么樣的光線環(huán)境中做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯（如關(guān)掉所有燈并拉上窗簾），這樣學(xué)生的印象就更深刻了?！安慌虏蛔R(shí)貨，就怕貨比貨”，這樣做可以讓學(xué)生掌握另一種物理研究方法——比較法。

3改用小手電筒代替蠟燭

用蠟燭做平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)弊端如下。

（1）蠟燭大小不好控制。由于燭芯的緣故，即使是2只沒有點(diǎn)燃的蠟燭，也很難做到大小完全一致。即使選擇了大小完全相同的2只蠟燭做實(shí)驗(yàn)，由于一只點(diǎn)燃，一只未點(diǎn)燃，一段時(shí)間后，點(diǎn)燃的蠟燭會(huì)變短，從而導(dǎo)致2只蠟燭大小不一致。

（2）實(shí)驗(yàn)不安全。由于學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，注意力一般集中在觀察成的像上面，實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)燒壞學(xué)生的頭發(fā)或衣袖等不安全的現(xiàn)象。

（3）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。由于實(shí)驗(yàn)過程中，燭焰晃動(dòng)、燭焰大小不斷變化，而且燭焰的光不是很明亮，導(dǎo)致像與實(shí)物不能完全重疊。蠟燭一般是白色的，底座的紙也是白色，導(dǎo)致成的像不好觀察區(qū)分。

針對(duì)上面存在的弊端，如果用體積較小的手電筒（如圖2所示）來代替蠟燭，手電筒既能立著放，也能橫著放，手電筒的大小和光源也更好控制，在玻璃板上所成的像將更明顯。用小手電筒代替蠟燭做實(shí)驗(yàn)，操作方便、安全，現(xiàn)象更明顯。

4改變玻璃板與桌面的角度

實(shí)驗(yàn)中一般要求玻璃板與桌面垂直，甚至要求學(xué)生用三角板來檢驗(yàn)兩者是否垂直。當(dāng)然，當(dāng)玻璃板與桌面垂直時(shí)，觀察現(xiàn)象更方便些，測(cè)量物體到鏡面的距離、像到鏡面的距離容易些。但可不可以改變玻璃板與桌面的角度來測(cè)量一下呢？這樣做不但拓展了實(shí)驗(yàn)步驟，而且進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)平面鏡成像特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。

5改用厚度不同的玻璃板做實(shí)驗(yàn)

做平面鏡成像實(shí)驗(yàn)時(shí)，用的是透明玻璃板，而玻璃板有一定厚度，所成的像是由玻璃板的前面板（靠近蠟燭的那一面）對(duì)光的反射形成的（其實(shí)玻璃板的后面板也有反射，只是很弱，成像效果也很弱），所以應(yīng)以玻璃板前面板的反射為準(zhǔn)。課本原文的表述是“沿著玻璃板在紙上畫一條直線，代表平面鏡的位置”，嚴(yán)格來說應(yīng)該是以玻璃板前面板為準(zhǔn)，沿著玻璃板在紙上畫一條直線，代表平面鏡的位置。實(shí)驗(yàn)過程中，可以讓學(xué)生分別以玻璃板前面板和后面板為準(zhǔn)分別做實(shí)驗(yàn)，看看測(cè)量到的物距和像距有什么差別。

光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)同時(shí)發(fā)生反射與折射。在實(shí)驗(yàn)中，光射入玻璃板前面板時(shí)發(fā)生反射，蠟燭成像；還有部分光先發(fā)生折射，使非垂直入射的光線偏折，再從玻璃進(jìn)入空氣時(shí)（即玻璃的后面板）再次反射成像，最后再次折射回來。因此，當(dāng)玻璃板太厚時(shí)，只要不是在過燭焰作的玻璃板的垂線上，都會(huì)觀測(cè)到燭焰的兩個(gè)像。即距離觀察者較近的像是由來自于蠟燭的入射光經(jīng)過玻璃板前面板反射形成的；距離觀察者較遠(yuǎn)的像是由來自于蠟燭的入射光經(jīng)過玻璃板一次反射、兩次折射形成的。實(shí)驗(yàn)過程中，可以讓學(xué)生分別選用不同厚度的玻璃板做實(shí)驗(yàn)，觀察是否成兩個(gè)像。從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到選擇較薄的玻璃板做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，也為學(xué)生后面學(xué)習(xí)折射知識(shí)作好鋪墊。

6改變實(shí)像虛像的甄別方法

課本對(duì)虛像的定義是：“由于平面鏡后并不存在光源S，進(jìn)入眼睛的光并非真正來自S，所以把S叫做虛像?！闭n本對(duì)實(shí)像的定義是：“如果把感光板放在像的位置，確實(shí)能夠記錄下所成的像，這種像叫做實(shí)像?！憋@然，這樣的定義是比較抽象的，不利于學(xué)生理解。

對(duì)于實(shí)像與虛像的定義，筆者認(rèn)為這樣理解比較好：物體發(fā)出的光線，經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)（如凹面鏡、凸透鏡、透鏡組等）反射或折射后，重新匯聚而造成的與原物相似（放大或縮?。┑膱D景。它是由實(shí)際光線匯聚而成的，能使底片感光，所以叫實(shí)像。如果物體發(fā)出的光經(jīng)光學(xué)元件反射或折射后發(fā)散，則它們反向延長后相交所成的像叫做虛像。它不是由實(shí)際光線匯聚而成的，不能使底片感光。

在《探究平面鏡成像特點(diǎn)》的實(shí)驗(yàn)中，可以在看到蠟燭像的位置放上一張白紙，觀察能不能在白紙上看到蠟燭的像。改變白紙的前后、上下位置，觀察能不能在白紙上看到蠟燭的像。如果在白紙上看不到像則是成的虛像，如果在白紙上看得到像則是成的實(shí)像。這可為學(xué)生后面“探究凸透鏡成像的規(guī)律”做好知識(shí)儲(chǔ)備。