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用平面鏡探究平面鏡的成像特點

來源:不詳       更新時間:2013-1-29 20:14:01
 
    1、提出問題
  
  因為平板玻璃既能反射光,又可透光,所以許多初中物理教材常選用它替代平面鏡去探究平面鏡的成像特點,如蘇科版、滬科版8年級物理教科書。在教學中,筆者發現有些學生,甚至教師因此而產生一種認識,即以為平面鏡不透光,用它就無法確定像的位置,所以不能直接用于探究平面鏡的成像特點。事實果真如此嗎?
  
  2、實驗探究
  
  針對這一問題,在教學中筆者引導學生,嘗試直接用平面鏡進行實驗探究,最終不僅找出了平面鏡中像的位置,而且還成功驗證了物像之間的大小關系,從而及時糾正了某些學生頭腦中的錯誤認識。下面分別介紹確定平面鏡中像的位置的兩種基本方法。
  
  方法1:瞄準法
  
  (1)在水平桌面上放一張白紙,將平面鏡正立于紙的中央,并沿鏡后反射面畫一條直線。(提示:物像離鏡面的距離以此線為準)
  
  (2)在鏡前10多厘米處正立一支鉛筆(提示:不宜太近),并標記出它的位置。
  
  (3)在A處放一把直尺,調節其位置,當其一邊與鏡中像點對直時,沿尺的這條邊畫一條直線;再將尺放于B處,重復剛才的步驟,畫出另一條與像點對直的直線,如圖1(a)所示。
  


  (4)移去鉛筆和平面鏡,將兩條直線反向延長,直至相交一點,這一點即為剛才所成像的位置,如圖1(b)所示。這一方法的原理可用光的直線傳播與光的反射定律加以解釋。
  
  方法2:拼結法
  
  (1)、(2)步驟同方法1。
  
  (3)另取1支同樣的鉛筆,放于平面鏡后,并前后左右調節其位置,同時向平面鏡方向觀察,當發現鏡后這支鉛筆的上部(實物)與鏡前鉛筆的下部在鏡中所成的虛像正好成一直線,且不隨視線左右調節而改變時,標記出它的位置,如圖2所示,該位置即為鉛筆在鏡中所成虛像的位置(提示:為便于找出該位置,平面鏡的高度以低于鉛筆高度為宜)。
  


  若將鉛筆直接置于鏡后圖1(b)所確定的虛像位置,向平面鏡方向觀察,會發現與方法2最終看到的情形完全相同,從而可實現方法1與方法2正確性的相互驗證。
  
  那么又如何比較物像的大小關系呢?其實這一問題,在方法2的步驟(3)即可解決。如圖2所示,當確定此時平面鏡中虛像位置后,細心觀察,還會發現此時鉛筆實物與鉛筆虛像上下兩部分的粗細、字符大小及紋理也正好吻合,而且無論怎么看,二者始終都像一支完整的鉛筆似的。這樣,通過實物與虛像的拼結對比,我們便可得出平面鏡所成虛像與物等大這一特點。
  
  實驗中,鉛筆除豎直放置外,也可水平放置,探究原理、方法相同。
  
  3、探究拓展
  
  探究中我們還發現,在方法1的基礎上略作拓展,還可用于驗證光的反射定律,這時只需在圖1(b)中補上相應的法線和光線,并用量角器對所得入射角與反射角進行一下測量比較即可,原理如圖3所示。
  


  4、一點感受
  
  探究教學成功的關鍵不在于學生能否參照書本按部就班地完成各項實驗步驟,而應在于教師能否有效地創設情景,激發學生的探究意識和興趣,靈活地引導學生多角度地進行積極思維和自主實踐。切不可流于形式,照本宣科,只有這樣才能真正培育學生的創新思維,發展學生的探究能力。

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