平面镜成像实验论文

丁小磊

摘 要：平面镜成像是光学中的重点内容，是学生在学习了光的直线传播和反射的基础上，进一步學习和认识平面镜成像的特点、原理和应用。平面镜成像是学生首次接触到虚像的概念，为后面学习凸透镜成像作铺垫，所以具有承上启下的作用。学生在日常生活中常见到平面镜成像的现象，对于成像的特点知其一二，但是不知道其物理原理，教师在课堂上很容易调动学生学习的兴趣。

关键词：平面镜；成像；实验

新课标改版后多次提到了实验探究和学科素养，通过对新课标的学习我认识到课标中最重要的理念就是从科学走向物理，从物理走向社会，最应该展开的就是过程和方法，最容易忽视的是科学探究不要面面俱到，而要着重落实几个环节。基于以上理念，具体来说，平面镜成像这节实验课，可以放手让学生进行探究，教师在准备实验时，多准备一些实验器材，比如薄厚不同的玻璃板、旗子、镜子、坐标纸、蜡烛、电子蜡烛等，让学生自己选择合适的器材，对课上提出的问题进行探究。学生不仅可以探究像和物体的大小关系、位置关系，还会想到去验证像和物体的左右是否颠倒，正立和倒立的关系等，更重要的是让学生亲历像和物体对称的生成过程，让学生从感性上升到理性，眼见为实，符合学生的认知规律和特点。

一、实验中出现的问题

测量值和结论之间的差距，我们往往统称为误差，可是这些所谓的误差背后，如果我们认真观察，仔细分析，可以发现产生误差的原因可能是学生操作中出现了错误，或者是学生思维出现了障碍，还有可能是实验器材出现了学生无法解决的问题。我在日常授课时发现，学生在实验时会来回挪动玻璃板，当玻璃板和纸面不垂直时，学生会看到像凸出纸面在空中，或者凹进了纸里，无法在坐标纸上确定像的位置，这时候为了省事，有很多孩子就画个差不多的位置，或者发现出现了这种现象的原因把平面镜放好，继续实验，没有进行进一步的思考。那么，当平面镜和纸面不垂直的时候，像和物体关于镜面对称是否还成立呢？如果成立，能不能想办法来验证呢？

二、教具的制作思路

对称是指图形或物体相对的两边的各部分，在大小、形状和排列上具有一一对应的关系。在初中数学中，学生学习对称时要会找对称图形，为了找到一一对应的关系要做和对称轴垂直的辅助线，要测量图形上的点到对称轴的距离，那么用这样的思路能不能做一个可以验证对称的教具呢？平面镜的位置不动，旋转物体和替代物所在的平面，如果两个面和平面镜的夹角相等，物体和替代物到平面镜的距离相等不就可以实现对称的验证了吗。基于这样的思想我制作这个教具：整个教具是由比较轻便的亚克力材料制成，背板上贴上打印好的刻度尺，因为只要证明距离相等就好，所以在实验过程中只要数格数就可以了。夹子上绑有重锤，重锤的位置即为物体和替代物所在的位置。重锤可以来回移动，从刻度尺上就可以读出物体和替代物到镜面的距离。下面贴上圆形的量角器，量角器的中间也就是0度的位置为平面镜的位置。大致思路确定之后，就是对教具的精加工了。①如何能够让两个平面可以来回移动到任意位置，普通的合页满足不了，我们加上了阻尼转轴来替代。②为了能旋转范围更大，旋转的角度更广，我们把物体所在的平面放到了整个面板的中间。③为了使“平面镜”能够和背板贴合我们在背板上挖了凹槽，这样当旋转平面读角度的时候就可以更加准确了。④电子蜡烛里面是金属的纽扣电池，为了在旋转平面时蜡烛可以放稳，我们在旋转的面板上加了强力磁性贴，蜡烛就可以了面板上随意放置了。

三、教具使用效果

在教具使用的过程中，学生能清晰地看到当旋转蜡烛所在的平面时，像好像在空中或者在平面下，这时旋转另一个平面可以让替代物与物体成的虚像重合。这时从量角器上读出角度移动重锤的位置，从刻度尺上读出物体和替代物到镜面的距离。这个实验教具解决了物体和像不垂直时如何验证物体和像仍然关于镜面对称的问题，具有很好的使用效果。

参考文献：

[1]乔世军.初中物理课堂教学如何培养学生的学习兴趣[J].考试周刊，2012（22）.

[2]马建国.初中物理探究性学习教学模式的探索[J].物理教学探讨，2005（17）.