六改《探究平面镜成像的特点》实验

冷建军

人教版8年级物理上册《探究平面镜成像的特点》一实验中只探究“蜡烛及蜡烛的像在位置上有什么关系，它们的大小有什么关系？”这样的实验过程过于简单，探究的问题过于单一。孟子日：“尽信书，则不如无书。”在平时的教学和学习中，要不拘泥于课本，依靠课本，但不依赖课本。实验是让学生体会到学习物理乐趣的主要途径，在物理实验比较成熟的基础上，需要在实践中不断地发现问题、拓展思维，培养学生的创新意识，激发学生的创新欲望。笔者认为《探究平面镜成像的特点》实验要在原有的基础上，做到“六改”。

1改用不同的平面镜找像

教材中的实验装置如图1所示，在桌面上铺一张大白纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜。

如果在实验过程中，让学生用平面镜（可以先不提供玻璃板）做实验，要求学生找出像的位置，虽然成的像很清晰，但学生无法找到像的具体位置。这一实验也为后面学习平面镜成虚像打下伏笔。“不撞南墙不回头”，通过这个“南墙”可以更好地激发学生的创新意识，也能让学生更深刻地认识到用“玻璃板代替平面镜”做实验的好处，即玻璃板能像平面镜一样成像（能反光），也能找到像具体的位置（玻璃板是透明的），可以巧妙地解决确定像的位置和大小的问题。通过比较，让学生认识并学习到一种新的物理研究方法——替代法。

2改变实验环境的明暗程度

在比较明亮的环境中，很多物体都会反射光线，干扰人的视线，影响观察效果。而在较黑暗的环境中，烛焰的火焰是相对较亮的，蜡烛射向平面镜的反射光线最多，进入人眼的光线也就最多，蜡烛成的像最亮，所以应在比较黑暗的环境中进行实验。在实验过程中，可以通过改变实验室光线的明暗程度来比较在什么样的光线环境中做实验，实验现象更明显（如关掉所有灯并拉上窗帘），这样学生的印象就更深刻了。“不怕不识货，就怕货比货”，这样做可以让学生掌握另一种物理研究方法——比较法。

3改用小手电筒代替蜡烛

用蜡烛做平面镜成像特点的实验弊端如下。

（1）蜡烛大小不好控制。由于烛芯的缘故，即使是2只没有点燃的蜡烛，也很难做到大小完全一致。即使选择了大小完全相同的2只蜡烛做实验，由于一只点燃，一只未点燃，一段时间后，点燃的蜡烛会变短，从而导致2只蜡烛大小不一致。

（2）实验不安全。由于学生做实验时，注意力一般集中在观察成的像上面，实验过程中经常出现烧坏学生的头发或衣袖等不安全的现象。

（3）实验现象不明显。由于实验过程中，烛焰晃动、烛焰大小不断变化，而且烛焰的光不是很明亮，导致像与实物不能完全重叠。蜡烛一般是白色的，底座的纸也是白色，导致成的像不好观察区分。

针对上面存在的弊端，如果用体积较小的手电筒（如图2所示）来代替蜡烛，手电筒既能立着放，也能横着放，手电筒的大小和光源也更好控制，在玻璃板上所成的像将更明显。用小手电筒代替蜡烛做实验，操作方便、安全，现象更明显。

4改变玻璃板与桌面的角度

实验中一般要求玻璃板与桌面垂直，甚至要求学生用三角板来检验两者是否垂直。当然，当玻璃板与桌面垂直时，观察现象更方便些，测量物体到镜面的距离、像到镜面的距离容易些。但可不可以改变玻璃板与桌面的角度来测量一下呢？这样做不但拓展了实验步骤，而且进一步加深了学生对平面镜成像特点的认识。

5改用厚度不同的玻璃板做实验

做平面镜成像实验时，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（靠近蜡烛的那一面）对光的反射形成的（其实玻璃板的后面板也有反射，只是很弱，成像效果也很弱），所以应以玻璃板前面板的反射为准。课本原文的表述是“沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置”，严格来说应该是以玻璃板前面板为准，沿着玻璃板在纸上画一条直线，代表平面镜的位置。实验过程中，可以让学生分别以玻璃板前面板和后面板为准分别做实验，看看测量到的物距和像距有什么差别。

光从一种介质进入另一种介质时同时发生反射与折射。在实验中，光射入玻璃板前面板时发生反射，蜡烛成像；还有部分光先发生折射，使非垂直入射的光线偏折，再从玻璃进入空气时（即玻璃的后面板）再次反射成像，最后再次折射回来。因此，当玻璃板太厚时，只要不是在过烛焰作的玻璃板的垂线上，都会观测到烛焰的两个像。即距离观察者较近的像是由来自于蜡烛的入射光经过玻璃板前面板反射形成的；距离观察者较远的像是由来自于蜡烛的入射光经过玻璃板一次反射、两次折射形成的。实验过程中，可以让学生分别选用不同厚度的玻璃板做实验，观察是否成两个像。从而让学生认识到选择较薄的玻璃板做实验现象更明显，也为学生后面学习折射知识作好铺垫。

6改变实像虚像的甄别方法

课本对虚像的定义是：“由于平面镜后并不存在光源S，进入眼睛的光并非真正来自S，所以把S叫做虚像。”课本对实像的定义是：“如果把感光板放在像的位置，确实能够记录下所成的像，这种像叫做实像。”显然，这样的定义是比较抽象的，不利于学生理解。

对于实像與虚像的定义，笔者认为这样理解比较好：物体发出的光线，经光学系统（如凹面镜、凸透镜、透镜组等）反射或折射后，重新汇聚而造成的与原物相似（放大或缩小）的图景。它是由实际光线汇聚而成的，能使底片感光，所以叫实像。如果物体发出的光经光学元件反射或折射后发散，则它们反向延长后相交所成的像叫做虚像。它不是由实际光线汇聚而成的，不能使底片感光。

在《探究平面镜成像特点》的实验中，可以在看到蜡烛像的位置放上一张白纸，观察能不能在白纸上看到蜡烛的像。改变白纸的前后、上下位置，观察能不能在白纸上看到蜡烛的像。如果在白纸上看不到像则是成的虚像，如果在白纸上看得到像则是成的实像。这可为学生后面“探究凸透镜成像的规律”做好知识储备。