《探究平面镜成像》实验的改进
平面镜成像实验报告单
平面镜成像实验报告单平面镜成像实验报告单一、引言平面镜是我们生活中常见的光学器件之一，它具有将光线反射的特性。
通过对平面镜的研究和实验，我们可以更深入地了解光的传播规律和成像原理。
本实验旨在通过观察平面镜成像的实验现象，探究平面镜成像的特点和规律。
二、实验目的1. 理解平面镜成像的基本原理。
2. 掌握平面镜成像的实验方法。
3. 分析平面镜成像的特点和规律。
三、实验器材和药品1. 平面镜2. 光源3. 尺子4. 白纸四、实验步骤1. 将平面镜放置在水平桌面上。
2. 将光源置于平面镜的一侧，调整光源位置，使光线射向平面镜。
3. 在平面镜的另一侧放置一张白纸，调整白纸的位置，使其能够接收到反射光。
4. 观察白纸上的成像现象，并记录下实验结果。
5. 更换光源的位置和角度，重复步骤3和4，记录不同条件下的成像现象。
五、实验结果与分析通过实验观察，我们可以得出以下结论：1. 平面镜成像是通过光线的反射实现的。
2. 光线从光源射入平面镜后，经过反射，形成一个虚像。
3. 虚像与实物的位置关系是左右对称的。
4. 虚像的大小与实物的大小相等。
5. 虚像的位置与实物的位置相等。
六、实验误差与改进在实验过程中，由于光线的折射和反射会受到环境因素的影响，因此可能会产生一定的误差。
为减小误差，我们可以采取以下改进措施：1. 尽量保持实验环境的稳定，避免外界光线的干扰。
2. 仔细调整光源和白纸的位置，确保光线能够准确射向平面镜和反射到白纸上。
七、实验应用平面镜成像的原理在现实生活中有广泛的应用，例如：1. 道路上的交通镜可以利用平面镜的成像原理，使驾驶员能够更好地观察到交通情况。
2. 医学中的内窥镜也是利用平面镜成像原理，通过反射光线来观察人体内部的情况。
3. 平面镜还被广泛应用于照明装置、激光设备等领域。
八、实验结论通过本次实验，我们深入了解了平面镜成像的原理和特点。
平面镜成像是通过光线的反射实现的，形成的是一个左右对称的虚像，大小与实物相等。
“平面镜成像”实验的改进与创新
中学物理 Vol. 37 No. 222019年11月•实验研究•“平面镜成像”卖验的改进与创新沙琦波（宁波市新城第一实验学校浙江宁波315040）摘要：本文针对现有的平面镜成像装置存在的若干问题，通过改进成像物体、反射面、物体与平面镜之间的角度， 探■究物体在多种情况下的成像情况，使书中的平面镜成像规律具有普适性，同时拓宽了学生的思维，该装置更适合学生 在课堂上进行自主科学探究，反复尝试，值得推广.关键词：平面镜;成像；自制文章编号:1008 -4134（2019）22 -0013 中图分类号:G633. 7 文献标识码：B 平面镜成像是日常生活中常见的现象，是光的反射知识的应用.也为后面光的折射凸透镜成像提供重要的感性认识•与之相对应的平面镜成像特点的探究 是掌握平面镜成像规律的基石，依据新课改理念,“平面镜成像”一节的教学最好采用探究式教学法•即要学生通过独立思考，自主设计,并通过系列情境性的探究活动,促使他们对原有认识上形成的平面镜成像 前概念进行加工、修正与深化，然后进一步从感性认识上升到理性探索研究,逐步建立平面镜成像的科学性规律•鉴于此笔者对“平面镜成像”探究实验进行了如下的改进和创新.1教材原有实验的局限1. 1 虚像位置判断的缺陷浙教版平面镜成像的实验装置如图1所示，华师大版平面镜成像的实验装置如图2所示，当物体放于 平面镜前时，透过玻璃板可以观察到镜中的像，拿一 张白纸放在像的位置无法承接到像，所以此像为虚 像，拿一个与物体相同的物体放在像的位置，可以探究得到像与物的大小相等，像在镜面的后方,像到镜 面的距离等于物到镜面的距离,像和物对应点的连线 与镜面垂直，即像与物关于镜面对称•但是学生在实验的过程中也会发现透过玻璃板隐约可以看到前后两个虚像，这样使得无法准确确定像的位置，究其原 因:主要是玻璃板有厚度造成的.1.2 课堂上使用时的缺憾依据新课改理念，采用探究式教学法来操作本实验时，发现教材中的装置在课堂教学中还存在以下几 点不足:其一是蜡烛或者棋子为成像物体时，由于物 体本身左右对称,所以实验中学生不好判断像和物的 左右对称性;其二是蜡烛燃烧后会变短，再用和原来I ； j 882-52 探究平St®*图1蜡烛一样高的蜡烛，用等效替代法就不好判断像和物 的大小关系;其三是按照书中的装置方便的是探究平面镜垂直于水平面的成像情况,而无法根据学生日常生活中的实际探究物体不与镜面平行或者物体不在 镜子正前方的成像规律.2自制平面镜成像实验仪器2. 1自制平面镜成像仪器的原理运用组合法如图3所示，用大量角器把贴有汽车膜的薄玻璃板和贴有方格纸的塑料板巧妙地加以组 合,使之可以调整和改变平面镜与承放物体平面之间 的夹角•并且用F 型塑料激光雕刻物体代替棋子或蜡烛作为探究的成像物体进行实验，便于比较像和物相 对于平面镜的对称性•将平面镜和承放物体平面之间 的夹角调整到一定角度并固定即可实现探究物体在 各种放置情况下平面镜成像规律，如何解决技术难题？笔者巧妙地将量角器中间镂空一圈弧形滑槽并 加装蝶形螺钉.2.2自制平面镜成像仪器的主要结构平面镜采用薄透明玻璃板一块，在其一面贴上深色汽车贴膜，自粘方格纸2张，同样大小的塑料板2块,将方格纸粘在两块玻璃板上，将薄玻璃板固定在2作者简介：沙琦波（1980-）,女，本科，中学高级教师，研究方向：中学物理教学.• 13•2019年11月Vol. 37 No. 22 中学物理图3 图4证.那么像的位置你们觉得有没有规律呢？学生:它始终在镜子后方•而且物体靠近平面镜,像也靠近平面镜,所以我猜想像到镜面的距离等于物到平面镜的距离•像和物的连线与镜面垂直.教师:这是大家的猜想,我们一起用实验来证明.（教师拿出一面大镜子和一支笔示范）我们怎么比较镜中的笔和我这支真的笔的大小关系呢？同桌讨论一下.块塑料板中间，将大量角器用3个蝶形螺钉通过量角 器的弧形滑槽固定在塑料板和薄玻璃板的侧面如图4 所示•通过旋转蝶形螺钉改变承放物体平面与平面镜 的夹角•成像物体采用F 型塑料激光雕刻物体.2.3 本实验装置的创新之处该装置的三个平面可旋转蝶形螺钉自由转动，这 样既可以探究平面镜垂直于水平面时成像的规律，也 可以探究物体不在镜子正前方或者物体的放置平面 与平面镜有一定角度时候的成像情况,这样的装置应 用更加广泛，同时也拓展了学生的思维，使得探究得 到的平面镜成像规律更具普适性.F 型塑料激光雕刻物体由于上下左右自身都不 一样，在探究的过程中很好比较像与物在形状上的对 称性.而且成像清晰，也没有蜡烛燃烧时的空气污染. F 型塑料激光雕刻物体底部嵌进了一块小磁铁，方格 纸与塑料板之间又有薄铁皮，这样F 型成像物体便可 以在塑料板面上随意移动和固定，操作简便.平面镜采用薄透明玻璃板贴上深色汽车贴膜，可 以有效避免由于玻璃有厚度而造成的重影现象，方便 寻找像的位置.本实验教学引导学生在已有经验的基础上自己 动脑筋思考改进实验,培养学生实验设计能力和动手 创新能力，注重学生科学思维的提升•3使用自制平面镜成像装置进行科学探究的步骤 方法3. 1 联系实际、应用迁移，创新设计实验装置教学片段如下：教师：同学们已经在镜子中看到了自己的像，那 么，镜中的像和物有什么关系呢？学生甲：镜子中的像和物体等大，我举左手，像举 右手，所以我猜想像和物体左右相反•但是像是正 立的.学生乙:我觉得当我靠近平面镜，我镜中的像看 起来变大了,所以我认为像与物不等大.教师:这些是大家关于像和物大小以及形状上对 称性的猜想，到底是否正确呢？我们可以用实验来验学生:把笔拿到像的位置上去比大小.教师:（按照学生说的操作,发现镜子前的笔一拿 开，它的像也不见了•）我们该怎么办呢？有没有好方 法，既不用拿走镜子前的笔，又可以判断像与物体大小关系呢？学生:拿一支与原来镜子前物体一样的笔当作物 体与像去比大小.教师:同学说得很好，这就是等效替代法•我们用 一个与镜子前成像物体一样的物体代替前方物体去 和像比大小•（接着教师按照学生说的操作，发现在镜 子前面只看见像，却看不见移过去的那一支笔）•那么我们可以怎么改进这个实验呢？学生一时想不出来,教帅播放事先准备好的一个 实验，让学生观看，从中受到启发.教师播放水中蜡烛实 验视频如图5所示.视频中 教师将水倒入玻璃杯并加满，但是蜡烛的火焰却没有 熄灭•这是为什么呢？此时图5视频中镜头拉远,学生发现原来我们看到的透明玻璃板后的景物不是真燃烧着的蜡烛.燃着的蜡烛在玻璃 板的前面•通过视频播放的水中蜡烛实验，学生自然 而然想到了探究平面镜成像实验，为了方便比较像和 物的大小关系，我们也可以不用平面镜而用玻璃板.教师:刚才有的同学猜想像与物是左右相反的, 那么对于成像物体我们有没有要求呢？学生:为了区分方向，我们可以选用上下左右都 不对称的物体.教师：（教师拿出F 型塑料激光雕刻物体）如何放置物体呢？物体一定要与镜面平行吗？学生：随意放都会成像，都可以探究像与物的 关系.教师:（按照学生说的操作,发现有时候物体不在 水平面上，很难找到像•）我们可以怎么改进呢？学生:成像的物体所在的平面最好能动.教师:一般的玻璃板有厚度，我们看一下成像的 • 14•中学物理Vol.37No.222019年11月时候会有重影现象，有什么办法可以改进呢？学生:在其一面贴上深色汽车贴膜.教师：好，我们再来看一下，结果只能看到一个像.最后,教师按照学生的设计拿出自制教具(如图4所示).设计思想:联系实际，通过观察镜中的像，建立像与物的关系的猜想，充分暴露学生的前概念•为了完成探究实验，教师不停地启发，适时追问，借助水中蜡烛实验来让学生迁移想到用玻璃板代替平面镜，同时使学生明确要探究像与物体的大小，研究在各种放置情况下所成的像需要怎样的实验装置，以及如何避免重影现象.3.2小组合作组装实验仪器，操作探究平面镜成像规律教学片段如下：教师:现在请同学们四人小组合作，把我们的平面镜成像实验仪器安装好并开始探究.学生组装好如图6所示,将一个F型成像物体放于平面镜前的方格纸的任一交叉点上,透过平面镜看到镜后面的虚像，学生再把另一个大小形状一样的F 形物体放到虚像的位置进行比较，多次实验,得到平面镜垂宜于成像物体所在平面时的成像规律.接着,学生调节平面镜与成像物体所在的平面的夹角使之成锐角如图7所示，探究物体不与镜子平行时的成像规律•将一个F型成像物体放于平面镜前的方格纸的任一交叉点上，同样透过平面镜看到镜后面的虚像，学生再把另一个大小形状一样的F型物体放到虚像的位置进行比较，多次实验，得到平面镜与成像物体所在平面成锐角时的成像规律.最后,学生调节平面镜与成像物体所在的平面的夹角使之成钝角,探究物体不在镜子正前方时的成像规律•放上F型成像物体，以及用另一个完全一样的F 形物体找像时，可以得到如图8的情况.多次实验，便可以得到这种情况下的成像规律.教师:同学们综合三种情况的探究实验,你们得到了什么结论.学生:平面镜成的是虚像，像与物相对镜面是对称的•设计思想:在学生自主设计实验后,让学生自主操作探究、自主发现规律•而且借助改进和创新的自制教具，探究多种情况下的成像情况，拓展了学生的思维，同时使得书中的结论更具普适性.图83.3由“三维到二维”，从实践探究到思维探究教学片段如下：教师:刚才我们通过自制教具实验探究得到了平面镜成像的规律.解决光学问题我们还有一种重要的方法就是画光路图法，现在请你用作光路图的方法，在白纸上画出F型物体所成的像好吗？学生通过光的反射定律作图，找到了像,从理论上也分析得到了平面镜所成的像是虚像，像与物等大，像与物的连线与镜面垂直，像到镜面的距离等于物到镜面的距离，即像与物相对镜面对称.设计思想:从实际的利用自制教具探究,从三维空间来认识平面镜成像,到让学生自己画光路图从二维空间上来认识像,培养学生从实验到理论分析，动手动脑学科学完成科学探究的全过程.以上是对平面镜成像创新实验应用的部分教学片段•从学生课后反馈的情况以及学生的检测数据获知,该实验在教学各方面基本都优于传统的平面镜成像实验仪器的课堂教学•特别体现在以问题为主导、以探究为主线、以拓展学生思维为主要目标的教学方面表现尤为突出，经过课堂的反复尝试应用，效果特别理想.参考文献：[1]曾新基.平面镜成像实验的改进[J].中学物理,2017, 35(06)：27+37.[2]陈刚.也谈“探究平面镜成像”实验的改进[J].湖南中学物理,2019,34(07):55-56.[3]李绪玉.探究平面镜成像实验过程改进[J].中学物理教学参考,2019,48(12):59.[4]张兴叶.探究平面镜成像特点实验的反思[J].中学物理教学参考,2019,48(12):94.[5]左薇薇.以趣促思，让学生的学习更有激情——以“平面镜成像”为例谈初中物理的教学优化〔J].中学物理教学参考,2019,48(10):74-75.[6]韩玉玲.初中物理平面镜成像实验的改进[J].中国现代教育装备,2019(08):34-36.（收稿日期:2019-06-12）•15•。
探究平面镜成像特点实验装置改进与教学
2021年4月Vol. 39 No. 08 中学物理•实验研究•採丸平面镜成像特点卖验裝置改进与教学江耀基(江西省安福中学江西吉安343200)摘要：针对教材中探究平面镜成像特点实验装置中存在的问题，提出三个改进方案，首先，利用彩色灯泡代替蜡 烛使成像更稳定，避免像的不稳定性给实验带来的影响.其次，利用激光笔照射刻度尺，方便直接读取物距和像距及观察像与物连线与平面镜的位置关系.再次，利用可旋转的实验台面，实现从不同角度操作与观察实验.通过实验改进旨 在让初中物理实验教学更加高效有序开展，确保实验的成功率，促进学生深度学习.关键词:平面镜成像;彩色灯泡；激光；旋转底座；实验教学中图分类号:G633.7 文献标识码：B 1教材实验存在的缺陷探究平面镜成像的特点是八年级物理(上册)人教版教材中的学生分组探究实验，它既是本节教学的 重点,也是学生学习的难点•为了突破该知识点，教材上安排了如图1所示的探究实验装置•在桌面上铺一张纸，纸上竖立一块玻璃板作为平面镜，把一支点燃 文章编号：1008 - 4134(2021)08 - 0028 - 03的蜡烛放在玻璃板的前面，可以看到它在玻璃板后的像.再拿一支外形相同但不点燃的蜡烛，竖立着在玻 璃板后面移动，直到看上去它跟前面的蜡烛的像完全 重合，这个位置就是前面那支蜡烛的像的位置•移动蜡烛重做实验，在纸上分别记下两个对应的位置，用直线把两个对应的位置连接起来，并用刻度尺分别测基金项目：江西省教育科学“十三五”规划2020课题“以创新实验促进初中物理深度学习的实践研究”(项目编号：20PTYB190). 作者简介：江耀基(1976 -),男，江西安福人，本科，中学高级教师，研究方向：物理教学和实验教学.从图4可知,两所学校各分数段人数占比差异较 小，均分接近，具有可比性.在后进生方面,20至29 分、30至39分两个分数段两校差异非常小.经过一个半月的实验干预后，中考各分数段占比如图5所示.0.30.250.20.150.10.050由图4和图5可知，我校分数在30至39分的学生占比明显要比对比学校的占比低通过对比我校该分数段学生占比和对比学校该分数段学生数占比，发 现我校该层次学生占比仅为对比学校的一半•说明应 用网络空间进行后进生辅导，对提高后进生成绩的效• 28 •90-10080-89 70-79 60-69 50-59 40-49 30-39 0-30—北师大附校-“…对比学校图5中考各分数段人数比例对比果非常显著.4结语后进生的转化是一项漫长而艰辛的工作,但却也是一线教师不得不面对的难题•本实验借助在线作业的推送让后进生在物理中考中取得较大的进步，说明这种教学辅导方式对后进生是有效的.教育信息化是 时代发展的产物，作为一线物理教师，应该积极探索教育信息化与学科的融合,提高课堂效率,让“互联网+教育”更好地为师生服务.参考文献：［1］ 陈显灶.在线作业在物理教学中的应用与分析［〕］•中国现代教育装备,2020(22) ：23 -25.［2］ 邓传新.基于互联网+初中物理分层教学教学模式的实践探索［J ］.科学咨询(教育科研),2020(12):203 -204.［3］ 程思岳，许初埴.中小学教师信息技术应用能力培养探究［J ］.课程•教材•教法,2016,36(11) =107 -111.［4］ 郑行军.基于互联网平台的物理习题设计原则［J ］.中学物理,2017,35(09) ：29 -30.［5］ 郭正荣.关注物理后进生群体之我见［J ］.中学物理,2014,32(24) ：75,(收稿日期：2020-12-17)中学物理Vol.39No.082021年4月出它们到玻璃板的距离，将实验数据记录在实验表格中•在教学实践中发现，上述探究实验在具体的操作时存在如下一些缺陷：（1）教材中通过观察玻璃板后面未点燃的蜡烛与点燃蜡烛在玻Z璃板中像是否完全重合来说明像与图1物的大小相等，但由于玻璃板前面的蜡烛会不断烧短,而后面的蜡烛不变，势必导致像与物无法完全重合现象的岀现,同时蜡烛燃烧产生的浓烟也会污染教室环境;（2）实验中需要改变蜡烛的位置多次重复实验，记下多个像与物的位置，并用直线连接物与对应的像点,然后用刻度尺分别测出物距与像距，找出像与物的连线与镜面的关系，步骤繁琐,实验中若物与像点定位稍有偏差就会出现物距和像距不等或连线与镜面不垂直等现象出现;（3）利用图1的实验装置进行学生分组实验时,只能由一个同学单独完成实验操作，且只能从一个方向观察像与物是否完全重合，导致小组的其他同学无法参与实验，失去了分组实验意义.2改进创新实验方案2.1改进创新实验装置2.1.1实验材料两块20cm x 40cm x1.8cm免漆板，一块20cm x 20cm x0.3cm的茶色玻璃板，两块20cm x5cm x 1.8cm免漆板，一段直径D,=7.5cm、长为10cm的PVC水管，一段直径0,=&5cm、长为10cm的PVC 水管接头，两把量程为0-20cm的钢尺，两个相同的彩灯，两个5cm x5cm x8cm拼接而成的长方体，四只相同的激光笔（带聚光头）•2.1.2制作方法（1）在两块20cm x40cm免漆板中央用打孔器分别打一个直径为8.5cm和7.5cm、深为5mm的孔，用胶水分别把PVC水管和接头管固定在两块免漆板上，接PVC水管的一块作底座,另一块作实验台面.（2）在实验台面中间（10cm处）用锯锯一条深为3mm的缝隙，把玻璃板安装在实验台面的缝隙中，在实验台的侧面分别用两块20cm x5cm x1.8cm免漆板夹住玻璃板，并用钉子在实验台面的底面固定死侧板.（3）将两把量程为0-20cm的钢尺用胶水固定在实验台侧面的免漆板的同一直线上，零刻度线分别紧贴玻璃板.（4）在距离5cm x5cm x8cm长方体底部上方1.5cm前后方向上钻一个直径为1.5cm孔，距离底部4.5cm左右方向上钻一个直径为1.5cm孑L,前后、左右两孔要对称.（5）用热熔胶把两个彩灯固定在长方体的正中央，同理用热熔胶把激光笔套也分别固定在长方体前后、左右两个孔中，如图2所示，待热熔胶干后，将激光笔插入激光笔套中即可使用.2.1.3实验装置结构图改进创新后的探究平面镜成像的特点实验装置如图3所示.图32.2改进创新实验方案用彩色灯泡代替蜡烛，提高成像的稳定性，实验更环保•针对缺陷（1）:我们用两个大小相同颜色不同的彩色灯泡代替两根等长的蜡烛，开启灯泡当调节到物与像完全重合,此时无论从玻璃板前后的哪个方向观察,始终能看到像与物大小相等，大大提高了成像的稳定性.另外彩色灯泡在使用过程中也不会产生污染物，避免了环境污染.用激光笔照射刻度尺，直接读取物距和像距及观察像与物的连线与平面镜的位置关系•针对缺陷（2）,我们采用四只激光笔，在实验台面上放置彩灯后，开启两彩灯，以一彩灯为物,另一彩灯为像，调节两彩灯的位置，直至像和物完全重合，由于彩灯是圆形，各个角度均能重合，但彩灯的底座是方形，底座的像与物未必重合，四只激光笔分别安装在底座的前后、左右方向上•当开启两个彩灯座中上方的两支激光笔对射时，对两彩灯再次进行微调，使左右两束激光相互重合,这时的像和物才算是真正完全重合.接着，再开启两个灯座中下方的两支激光笔,使两束激光分别照射到玻璃板两边侧板的刻度尺上,确定物和像的位置，方便直接读出物距和像距的大小关系.由于三束激光•29•2021年4月Vol. 39 No. 08 中学物理和后面的刻度尺组成的是个矩形，玻璃板与刻度尺也是垂直，所以当两束激光重合时,根据几何原理，光束 一定与平面镜垂直，即像与物的连线与平面镜垂直， 减少了定位、连线、作图、测量等繁琐的实验操作.利用可旋转的实验台面，实现从不同角度操作与观察实验•针对缺陷(3),我们用一节PVC 水管，用胶 水固定在实验台面底部中央，另一节为与该型号相同的水管接头,也用胶水固定在实验底座的中央.实验时只需将实验台面下的PVC 管套入底座上PVC 管的 接头中，就可以使实验台面实现360。
探究平面镜成像特点实验的改进研究
探究平面镜成像特点实验的改进研究
平面镜成像特点实验一直是学习光学的重要内容之一，通过这个实验可以直观地观察
到平面镜成像的特点，并且增进对光学原理的理解。
目前的平面镜成像特点实验存在一些
局限性，比如只能观察到单一的成像特点，不能全面地了解平面镜成像的规律，因此需要
进行改进研究。
本文将对平面镜成像特点实验进行改进研究，探究实验的改进方向和方法，以及改进后的效果和意义。
一、实验的改进方向和方法
1. 增加实验内容：目前的平面镜成像特点实验通常只包括物体到镜前、镜后的成像
特点，可以尝试增加其他条件下的成像特点，比如物体在不同位置时的成像特点、不同角
度的入射光线的成像特点等，来全面了解平面镜成像的规律。
2. 使用不同类型的镜子：目前的实验通常使用平面镜，可以尝试使用凸面镜和凹面
镜进行成像特点实验，通过比较不同类型镜子的成像特点，来深入理解不同类型镜子的成
像规律。
3. 引入计算和分析：除了直接观察成像特点外，可以尝试通过测量实际成像的像距、物距等数据，进行计算和分析，以验证理论公式，并加深对平面镜成像规律的理解。
二、改进后的效果和意义
1. 增加实验内容可以全面了解平面镜成像的规律，有助于学生对光学原理的理解和
掌握。
3. 引入计算和分析可以使学生将理论知识与实际实验相结合，培养学生的动手能力
和分析能力。
结语：
平面镜成像特点实验是学习光学的重要内容，但目前的实验存在一定的局限性。
通过
对实验内容、实验材料和实验方式的改进，可以使实验更加全面、深入，有助于增进学生
对光学原理的理解和掌握。
希望本文的内容能够对相关研究和教学工作有所帮助。
平面镜成像实验的改进和再探究——浅谈探究性课程实验设计的创新
灯 射到 点 Ａ 时 ， 点所 成 的像 落在 Ａ 上 ， 光 ２ 当激 光灯
一
（） 实验 玻璃 板 的垂 直 的问题 也 是 个关 键 环 ３本
５ ４ 一
维普资讯
２０ ０ ６年 第 １ 期 １
物 理通报
实验创 新
节 ， 玻璃 板未 能 与桌面 完全 垂直 ， 若 则蜡 烛所 成 的像 位置 肯定 要上 移或 下移 ．
核 心环 节 ．因此 ， 学 生 提 出初 步 的猜 想 、 设 后 ， 在 假
课本上不同的实验方法来验证平 面镜成像的特点 ，
由于篇 幅有 限 。 文 只介 绍 被 该 节 课 评 为最 佳 的 实 本
验 方案 ．
２ 提 出疑 问
教 师要及 时地 引导 学 生 把 自己当 作 一个 探究 者 和 发 现者 ， 引导 学 生紧 绕 “ 想 、 设 ”积极 寻找 、 猜 假 ， 设计 验证“ 猜想 、 假设 ”的实 验方 法 ．
种科学 研究 方法 ， 是 全 面 提高 学 生 能 力 的 一种 学 也 习方 式 ．而探 究性 学 习 方式 主要 是 按 创设 情 境 ， 发
（） ２ 请你 提 出不 同于 课 本 的实 验 方 法来 得 出平 面 镜成像 的 特点 ．
由于这 预 习课题 是 在学生 对平 面镜 成像 特点 掌 握 的基础上 ， 反过 来 对 实 验 过 程 进行 反 思 及 自 己设
本文 以“ 面镜成 像 ” 究性 课 程 为 案 例 ， 导 平 探 引
（） 实 验 中普 通 的玻 璃 板 所 成 的 蜡 烛 火 焰 １在 像 ， 两个像 ， 是 分别 由于 玻璃板 的两个 表面 反射而 成 的， 未燃 蜡烛 应 落 在哪个 火焰 下 呢 ？ 量像 到物 的距 测
探究平面镜成像特点实验的误区与改进
10.3969/j.issn.1671-489X.2016.23.143探究平面镜成像特点实验的误区与改进◆薛海峰摘 要 针对在初中物理“探究平面镜成像特点”实验中存在的三种常见误区，通过实验和计算分析误区产生的原因，并提出解决办法。
关键词 平面镜成像；初中物理；实验中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2016)23-0143-03探究平面镜的成像特点是初中物理光学部分的基础实验，对学生理解、掌握和应用平面镜成像的特点，以及养成求实创新的实验素养有着重要作用。
“通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。
知道平面镜成像的特点及应用”，这是《全日制义务教育物理课程标准（2011版）》关于探究平面镜成像特点时的文字表述。
具体通过何种实验探究，课标并没有明确。
而现行初中物理多个版本，如人民教育出版社、上海科学技术出版社、江苏科技出版社出版的八年级物理教材，包括国外一些著名的物理教材[1]，在内容安排上都不约而同地选用了平面玻璃来替代平面镜进行实验探究。
笔者以为这样设计的主要用意是方便学生确定虚像的位置与比较像物的大小，但是也容易给实际教学带来探究和认知上的误区。
误区一：用平面镜无法确定虚像的位置或比较像物的对于为什么没有选用平面镜来探究平面镜的成像特点，各版本教材编排过程中皆未做充分说明，教参中也未提供必要的参考，以至于许多教师误以为：平面镜不透光，用它就无法确定虚像的位置或比较像物的大小，所以不能直接用于探究平面镜的成像特点，只能改用平面玻璃。
在许多公开课和习题指导中常常可以看到这样的错误。
事实上，用平面镜探究平面镜成像特点是完全可行的，主要有以下两种方法[2]。
方法一：瞄准法。
如图1（a）和（b）所示，主要是通过直刻度尺，沿平面镜前直立铅笔两侧瞄准镜后虚像，并画出相应的延长线，从而确定虚像的位置。
方法二：拼结法。
如图2所示，另取一支同样的铅笔，放于平面镜后，并前后左右调节其位置，同时对着平面镜观察，当发现镜后这支铅笔的上部（实物）与镜前铅笔的下部在镜中所成的虚像正好重合，且不随视线左右调节而改变时，标记出它的位置，即确定了虚像的位置。
探究平面镜成像特点实验的改进研究
探究平面镜成像特点实验的改进研究
平面镜成像实验是物理实验中常见的一个实验。
它主要通过平面镜对光线进行反射，
研究光线的传播规律以及平面镜成像的特点。
传统的平面镜成像实验存在一些局限性，例如实验结果不够准确、实验步骤复杂等。
为了改进这些问题，我们可以从以下几个方面进行研究：
1. 实验材料的优化：选择高质量的平面镜作为实验材料，确保反射表面的光滑度和
清晰度。
可以使用光学仪器来调整镜面的倾斜度和角度，以提高实验的准确性。
2. 光源的改进：采用高亮度的光源，例如激光器或LED灯，以获得更亮的光线。
可以加入滤光片，调节光源的亮度和颜色，以便更好地观察和记录实验结果。
3. 实验环境的控制：在实验期间，我们应该将实验室的环境保持干净、安静和稳定。
避免空气中的颗粒物和震动对实验结果的影响。
还可以使用黑色防潮箱或遮光板等器材，
以防止外界光线的干扰。
4. 数据采集与分析：在进行实验时，我们可以使用数字摄像机或计算机等设备来记
录实验过程和结果。
通过对图像和视频的采集和分析，可以获得更准确的数据，并进行更
详细的研究和讨论。
5. 实验步骤和操作的简化：通过简化实验步骤和操作流程，减少实验误差的可能性。
可以使用直尺和标尺等工具来测量光线的入射角度和反射角度，而无需使用复杂的仪器或
仪表。
通过对平面镜成像实验进行改进研究，我们可以提高实验的准确性和可靠性，获得更
准确、更详细的实验结果。
这些改进不仅对于进一步研究光学原理和现象具有重要意义，
也可以为实际工程和应用提供参考和指导。
探究平面镜成像的实验方法
探究平面镜成像的实验方法一、背景介绍平面镜是一种具有非常简单而重要的光学元件，其广泛应用于人们的日常生活中。
在理解平面镜成像的过程中，实验是一个非常重要的方法。
本文将介绍平面镜成像的实验方法，通过实验验证光的传播规律以及探索平面镜成像的特点。
二、实验材料与仪器为了进行平面镜成像实验，我们需要准备以下材料与仪器： 1. 平面镜：一块平整的玻璃镜面。
2. 光源：如白炽灯或激光器。
3. 纸板：用于做屏幕。
4. 直尺、量角器等测量工具。
5. 黑胶布：遮挡和调整光源的大小。
三、实验步骤根据实验目的的不同，可以有多种实验方法来探究平面镜成像。
下面是一种常用的实验步骤：1. 准备工作a.按照实验需要，选择合适的光源，并将其固定在一定位置上。
如果使用白炽灯作为光源，可以通过黑胶布遮挡部分光线来调整光源的大小。
b.将平面镜固定在一个支架上，确保其表面平整且垂直。
c.准备一块纸板，作为屏幕放置在离光源较远的地方。
2. 实验一：确定镜像位置a.将纸板放置在光源和平面镜之间，以便在纸板上观察到光线传播的现象。
b.向平面镜投射一束光线，并观察在纸板上形成的光的图像。
c.尝试通过调整光源和纸板之间的距离以及调整光线的角度，找到使得纸板上的图像最为清晰的位置。
d.使用直尺测量光源、纸板和平面镜之间的距离，并记录下来。
3. 实验二：确定成像规律a.在同一水平线上，选取平面镜的不同位置作为投射点，依次向平面镜投射光线。
b.观察在纸板上形成的图像，并记录下每一个投射点对应的图像位置和投射点位置之间的关系。
c.通过多组实验数据的比较，总结出平面镜成像的规律，即成像距离和物距之间的关系。
4. 实验三：验证成像规律a.根据实验二的成果，选择一组物距和成像距离的数值，并计算出理论上对应的成像位置。
b.使用实验方法一中的步骤，将光线从这一组物距处投射到平面镜上，观察在纸板上形成的图像位置是否与理论相符。
c.通过比较实验结果与理论计算，验证平面镜成像规律的正确性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《探究平面镜成像》实验的改进
探究平面镜成像特点是初中物理教学中的重点，在实际教学过程，一般都是有教师演示让学生跟着老师做或者教师让学生按照课本中的实验步骤进行验证，学生往往不理解为什么用玻璃板替代平面镜，不知道如何找到像的位置?显然，这样的验证实验不符合学生的认知规律，学生不理解实验的设计过程及原理，这违背了本节内容的设计目的，探究实验的本质也没有得到体现。
在处理本节探究实验的时候，笔者巧设了四个等效替代的方法，使探究目标清晰明确，难度层层分解，轻松突破难点，使学生亲身参与到实验的设计过程中，真正掌握平面镜成像特点。
在探究平面镜成像特点时，首先通过活动，让学生照镜子观察物体和像有什么关系?把猜想归类并提出两个主要的研究问题: 一是物和像的大小关系; 二是物距和像距的关系，这样使试验的目的更明确具体。
1
1．比较物和像的大小
比较物体和像的大小时，首先寻找比较两物体大小的方法．例如，比较两本书的的大小，会怎么办?学生自然会把两本书合在一起进行比较，同时指出比较物体大小，最好的方法的就是把物体放在一起直接进行比较。
按照这个方法，让学生尝试比较橡皮(物体)和像的大小，学生会把橡皮贴在镜面前，这时看到物和像是相等的．教师提醒: 橡皮贴在镜面前和像相等，这只是一个特例，橡皮在镜前任何位置时都相等吗?学生：不一定，尝试把物和像直接放在一起进行比较。
当把橡皮放到镜后与像比较大小时，遇到了问题。
问题1 当把橡皮放在镜后的时候，像就消失了。
方法1 用替身替代物体与像比较大小。
教师进行引导，学生思考解决问题的方法，看来不能移动物体，物体不能动，能否找个替身替代前面的铅笔到镜后与像进行比较大小呢? 强调替身和物体应该完全一样，才能替代。
下面借助一支相同的橡皮，让替身到镜后与像比较大小。
问题 2 当把替身放在镜后与像比较大小时，看不到替身。
把替身放在镜后不能与像比较大小，只能看到像，不能看到镜后的替身。
为什么看不到镜后的物体呢?学生很容易想到因为镜子是不透明。
方法2 用透明的玻璃板替代平面镜进行实验。
既想看到镜后的像又想看到镜后的替身，该怎么办?学生自然想到把平面镜换成玻璃板再进行实验，即可以看到像，又可以看到像。
物和像的大小有什么关系?你是如何判断的?生: 镜后的铅笔和像重合了。
师: 重合代表什么?生: 二者相等。
这样就解决了比较物像的大小关系的问题。
2．比较物和像的位置关系
问题3 像的位置如何确定？
能看到镜后的像，却没法确定它的位置，如何找到像呢?只有找到像的位置，才能比较物和像的位置关系。
方法3 用镜后替身的位置替代像的位置。
刚才比较物和像的大小时，可以看到镜后的物体与像重合，其实重合除了相等外，还有另外一层意思，镜后替身的位置就是像的位置。
我们可用镜后替身的位置替代像的位置，像的位置就能确定了。
我们用等效替代法解决了物和像位置
1刘海霞，田成良：“平面镜成像中的三个“等效替代”,载《中学物理》，2014年5月；P42
关系。
用刻度尺量出它们到镜面的距离就是物距和像距。
问题4 用刻度尺测量物距和像距，很不方便。
用刻度尺测量物体到镜子的距离和像到镜子的要做好标记，拿开镜子和物体，再用刻度尺进行测量。
但是一组实验不能说明问题，至少要测三组，又要多次重新摆放实验仪器，用刻度尺测量。
这样既浪费时间，又很不方便。
方法4 用坐标纸代替刻度尺测量物距和像距。
师：在学习数学的过程中，我们画坐标轴的时候，有没有借助什么东西，不用刻度尺，就知道坐标长度的。
生：联系数学中应用，想到可以用坐标纸。
准备中间有一条粗线（标记平面镜的位置）的坐标纸，学生在坐标纸上分别标记出物体和像的位置，这样就可以利用坐标纸来代替刻度尺进行测量。
为了增加实验结论的普遍性，要改变橡皮到玻璃板的距离，多标记几个物体和像的位置。
最后，整理好实验仪器，通过坐标纸上的标记就可以一次性得到几次实验中的物距和像距，填在实验数据记录表中。
实验器材：2个相同的橡皮(一个左半边染成红色，另一个右半边染成红色) 、镀膜玻璃( 增加像的亮度) 、平面镜、坐标纸等实验器材。
笔者在本次实验教学中巧妙的设计了四个等效替代的方法，不仅引导学生自主有效的去探究实验，让学生理解了用平板玻璃代替平面镜，用替身的目的和意义，同时大大的简化了实验操作步骤，节省了探究实验的时间，提高了课堂教学的效率。