光屏的作用

王喜平

在一次全国性教师基本功技能大赛中，有一位优秀的教师讲授的内容是《凸透镜成像的规律》，在进行到“猜想凸透镜成像规律与什么因素有关”的环节时，老师利用教材中提供的蜡烛、凸透镜、不透明光屏和光具座完成了简单演示，然后让同学们做出自己的猜想。这时就有同学猜想到：凸透镜成像规律与物距大小有关，也与像距大小有关。老师为了节省上课时间，就仓促的总结到：凸透镜成像规律只与物距大小有关。同学们期待这位老师给出合理的解释，听课的同行及评委们更期待这位老师给出合理的解释，但这位老师整节课都没有给出这个问题的合理解释。我们很多老师在讲授本节内容时，是否也经历过这样的情景？为了避免同学们做出其他的我们不易短时间内就能清楚解释的猜想，笔者建议：不要使用光屏，移动物体（蜡烛）与凸透镜之间的距离，让同学们站在凸透镜右侧，直接通过凸透镜观察蜡烛像的变化（在这里默认：物体、凸透镜和光屏从左至右摆放），老师演示结束后，同学们的猜测就是：凸透镜成像规律与物距大小有关，再准确一点，就有同学猜测物距与焦距的大小关系影响成像情况。这样做的好处是：尽量减少不必要的干扰因素，同学们易于接受，老师上课顺畅，达到预期的实验效果。

初中物理凸透鏡成像实验一节内容中，大部分教材中用到的是蜡烛、凸透镜、不透明光屏。其中的光屏在实验中的作用是什么？笔者也曾经带领同学们完成过这个实验，对于每一个实验器材在实验中的作用，笔者认真的思考过，觉得光屏的真正作用可能被错误的理解和应用了。

我们思考一下在人教版教师教学参考书（就是教参）上提供的一道题目，原题是这样描述的：将物体放在凸透镜前适当的位置时，能在光屏上得到一个清晰的像，这时如果把光屏拿开，则（    ） A.像还存在，但眼睛看不到 B.像还存在，眼睛从各个方向看得到 C.像还存在，但眼睛只能在一定范围内看到 D.像不存在

我们再思考一下2014年广东省初中升高中物理考试中的一道题目（原题位于实验题17题），原题是这样描述的：在探究“凸透镜成像规律”的实验中。

（1）如图1所示，让平行光正对着凸透镜照射，左右移动光屏，直到光屏上出现一个最小最亮的光斑，测得凸透镜的焦距f=        cm。

（2）如图2所示，保持蜡烛和凸透镜的位置不变，左右移动光屏，在光屏上能否得到清晰地烛焰像？为什么？答：              。

（3）如图3所示，烛焰能在光屏上形成清晰地像，此像是        、        的实像。如果此时撤去光屏，人眼在如图所示的位置     （选填“能”或“不能”）直接看到烛焰的实像。

（4）在图3中，保持凸透镜的位置不变，如果蜡烛向左移动5cm，为了在光屏上得到一个清晰的像，光屏应该向        （选填“左”或“右”）移动。

上面两道题目中均提到，不使用光屏，实验者站在适当的位置是可以观察到凸透镜所成的像，这个适当的位置就是在透镜的右侧（在这里默认：物体、凸透镜和光屏从左至右摆放），实验者必须站立在同一个位置从同一个角度去观察物体和物体所成的像。也就是，不使用光屏，我们是可以观察到成像的部分特点，即像是倒立还是正立，像是放大还是缩小，均可以顺利观察得到。不能确定的是，此时的像是实像还是虚像不清楚，像的准确位置不清楚，也无法测量像距。这时我们就要借助于光屏，那么光屏的真正作用就是确定此时的像是虚是实，如果成像是实像，就可以准确的找到像的位置，并顺利测量像距。但是我们利用了光屏之后，光屏发挥它应有的作用之后，不可以把最初时不使用光屏就可以完成的某些步骤改变了，就是不可以改变实验时观察的角度，也就是不可以从左向右观察光屏上的像。

我们回顾一下“探究平面镜成像特点”的实验中，光屏的作用就是，判断此时像的虚实。光屏上能承接到所成的像，此时的像就是实像，接收不到则为虚像。

讲到这里，我相信物理教育者和物理爱好者都会明白，在研究凸透镜成像规律的实验中，我们有些做法是不恰当的。所以，笔者建议把书本上的不透明光屏改为半透明光屏，让所有的老师和同学能够站立在凸透镜的后方观察成像规律，让光屏既可以起到自己应有的作用，也不会喧宾夺主，让所有实验者站立在一个正确的角度观察成像情况，并得到没有争议的成像结论，有利于研究物理问题，减少不必要的歧义。