“探究平面鏡成像時像與物的關系”實驗的另一種設計

朱傳華

(蘇州高新區第三中學校，江蘇 蘇州 215163)

“探究平面鏡成像時像與物的關系”實驗是《義務教育物理課程標準(2011年版)》附錄1中列出的20個學生必做的實驗之一,目前教材中比較通行的實驗設計是用單面鍍膜的玻璃代替平面鏡,利用鍍膜玻璃既能成像又能透過玻璃看見后面物體的特點,用等效替代法來確定像的位置,探究平面鏡成像時像與物的關系．

圖1 像距誤差分析

但筆者在實驗中根據實驗記錄分析數據時始終無法得出“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的結論.以筆者使用的3 mm厚的鍍膜玻璃為例,在實驗中將鍍膜面朝實驗者自己(這樣能減小操作誤差[1]),像距始終比物距大1-1.5 mm左右．分析誤差產生的原因,主要是因為確定物體A所成像的位置A′的方法為等效替代法,讓鍍膜玻璃后面與A形狀大小相同的B看起來與A′重合,即將B的位置當成A′的位置,但實驗者在A一側看到的B并不是物體B本身,而是B經過玻璃折射后所成的像B′,實驗者以為B與A′重合,其實是B′與A′重合,如圖1,測量的像距BO比實際像距A′O要大.[1]這樣的系統誤差無法避免,自然不能得出“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的結論．根據教材知識的安排順序,光的折射在平面鏡成像之后,所以在實驗中無法與學生分析這一系統誤差,只能讓學生在誤差允許的范圍內得出“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的結論．

為消除這一系統誤差,筆者借鑒原……