1、提出问题
因为平板玻璃既能反射光,又可透光,所以许多初中物理教材常选用它替代平面镜去探究平面镜的成像特点,如苏科版、沪科版8年级物理教科书。在教学中,笔者发现有些学生,甚至教师因此而产生一种认识,即以为平面镜不透光,用它就无法确定像的位置,所以不能直接用于探究平面镜的成像特点。事实果真如此吗?
2、实验探究
针对这一问题,在教学中笔者引导学生,尝试直接用平面镜进行实验探究,最终不仅找出了平面镜中像的位置,而且还成功验证了物像之间的大小关系,从而及时纠正了某些学生头脑中的错误认识。下面分别介绍确定平面镜中像的位置的两种基本方法。
方法1：瞄准法
(1)在水平桌面上放一张白纸,将平面镜正立于纸的中央,并沿镜后反射面画一条直线。(提示：物像离镜面的距离以此线为准)
(2)在镜前10多厘米处正立一支铅笔(提示：不宜太近),并标记出它的位置。
(3)在A处放一把直尺,调节其位置,当其一边与镜中像点对直时,沿尺的这条边画一条直线;再将尺放于B处,重复刚才的步骤,画出另一条与像点对直的直线,如图1(a)所示。
(4)移去铅笔和平面镜,将两条直线反向延长,直至相交一点,这一点即为刚才所成像的位置,如图1(b)所示。这一方法的原理可用光的直线传播与光的反射定律加以解释。
方法2：拼结法
(1)、(2)步骤同方法1。
(3)另取1支同样的铅笔,放于平面镜后,并前后左右调节其位置,同时向平面镜方向观察,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成一直线,且不随视线左右调节而改变时,标记出它的位置,如图2所示,该位置即为铅笔在镜中所成虚像的位置(提示：为便于找出该位置,平面镜的高度以低于铅笔高度为宜)。
若将铅笔直接置于镜后图1(b)所确定的虚像位置,向平面镜方向观察,会发现与方法2最终看到的情形完全相同,从而可实现方法1与方法2正确性的相互验证。
那么又如何比较物像的大小关系呢?其实这一问题,在方法2的步骤(3)即可解决。如图2所示,当确定此时平面镜中虚像位置后,细心观察,还会发现此时铅笔实物与铅笔虚像上下两部分的粗细、字符大小及纹理也正好吻合,而且无论怎么看,二者始终都像一支完整的铅笔似的。这样,通过实物与虚像的拼结对比,我们便可得出平面镜所成虚像与物等大这一特点。
实验中,铅笔除竖直放置外,也可水平放置,探究原理、方法相同。
3、探究拓展
探究中我们还发现,在方法1的基础上略作拓展,还可用于验证光的反射定律,这时只需在图1(b)中补上相应的法线和光线,并用量角器对所得入射角与反射角进行一下测量比较即可,原理如图3所示。
4、一点感受
探究教学成功的关键不在于学生能否参照书本按部就班地完成各项实验步骤,而应在于教师能否有效地创设情景,激发学生的探究意识和兴趣,灵活地引导学生多角度地进行积极思维和自主实践。切不可流于形式,照本宣科,只有这样才能真正培育学生的创新思维,发展学生的探究能力。
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