平面镜成像实验范例6篇

更新时间:2023-03-29 22:43:47

平面镜成像实验

平面镜成像实验范文1

【关键词】实验探究变难为易易于操作省时

沪科版八年级物理第四章第二节(光的反射),第二课时的教学内容是实验探究“平面镜成像”(P58),在这一课的教学学习过程中,都是通过实验探究总结出平面镜成像的特点,算是达到了教学的目的和要求。但是,我们想过没有,我们要培养学生的观察能力,通过观察发现问题及分析问题解决问题的能力,在条件允许的情况下或者没有条件也要尽量创造条件,让学生自主进行实验探究,主动获取知识。而学生的实验探究活动,我们尽量做到变难为易,让学生有宽松时间,让学生做起来得心应手,让学生在成功中获得喜悦。现在就本节教学内容的一点看法和实验改进意见与同行们商榷。

一、虚实像的探讨

在本节教材中有一个“加油站,物理学中把能呈现在光屏上的像称为实像;不能在光屏上呈现,只能用眼睛直接看到的像称为虚像。”本人认为“加油站”的目的是让学生了解实像与虚像的区别。但其中“只能用眼睛直接看到的像称为虚像”这种说法有不对之处。因为虚像不是实际光线会聚而成,直接用眼睛看是看不到的。比如:在该实验中成的虚像要透过玻璃才能看到,不透过玻璃看不到。再如物体在凸透镜的一倍焦距内成正立放大的虚像,也要透过凸透镜才能看到,不透过凸透镜是看不到的。我们把玻璃和凸透镜都看作是光学元件,说明虚像只能通过光学元件才能看到。

关于实像和虚像的区别,应该从两个方面:

1、理论法:实像是实际光线会聚而成,虚像是实际光线的反向延长线会聚而成。(要求老师掌握,便于执教过程中在解决一些疑难问题时不犯知识性的错误)。

2、实验法:实像可以呈现在光屏上,肉眼能直接观察,虚像不能呈现在光屏上,肉眼不能直接观察,只有通过光学元件才能观察到。

二、实验改进意见

无论在课改前,还是课改后,“研究平面镜成像的特点”这一实验的设计和操作步骤都完全一样。

器材:两支完全一样的蜡烛,一块玻璃板,玻璃板支架,一张纸,一个光屏,一把直尺和火柴。

操作步骤:

(a)将玻璃板垂直架在纸上,在玻璃板上一个侧面立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面后的蜡烛的像。

(b)将光屏放到像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像;

(c)将相同的未点燃的蜡烛放在像的位置,观察像与蜡烛的大小关系。

(d)用直尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离。

分析:由(a)、(b)步骤总结:平面镜成像为正立虚像没有疑问。

由(c)步骤总结,像与物的大小相同,没有疑问。

但是由(d)步骤来确定像与物的位置关系时,我的认为是意图较好,但不适合课堂,因为把蜡烛和玻璃竖立在纸面上拿上拿下,又加上蜡烛不易立稳,还要在纸面上作记号,连线,再用刻度尺来测量距离等就相当费时。所以,无论是学生分组探究还是教师演示,往往是一次实验就草率了事,总结出“像和物的连线与镜面垂直,像和物到镜面的距离相等”。这样的结论,难道你不担心,学生会怀疑是偶然性吗?如果是教师演示的话,我怕学生还会怀疑,这是一种特殊,是老师的有意设置。

为了避免学生的怀疑,我上这节实验探究课时,就不用纸和刻度尺,改用了光具座(光具座上有刻度标尺),其他器材与教材相同。

课前准备:每组一个固定玻璃的木方,通过木方能将玻璃竖立固定在光具座的支柱上(玻璃可以水平转动),每组二个内径与支柱和蜡烛直径相同的塑料管,能将支柱与蜡烛连接,且竖立固定于光具座上。

实验步骤:与教材上的(a)(b)(c)(d)四步骤一样,但对比起来,优点略有显现:①不用在桌面上垫纸,不会担心蜡烛立不稳,不作记号,不连线,不用刻尺测量距离(在光具座刻度标尺上直接读数,既省时又准确),更不用把蜡烛拿上拿下。②在整个探究过程中,只需在光具座上移动两支蜡烛,就可重复多次实验,不就避免了一个担心,“学生怀疑是偶然性,特殊性吗?”③对于具有发展潜能的学生,我们将光具座左右适当偏倒,学生会看到物体怎么变,像就怎么变,始终是关于平面镜对称。还可将玻璃水平旋转,使燃烧的蜡烛不在玻璃正前方,在不同的角度同样可观察到蜡烛的成像。为什么不在玻璃正前方也能成像?又为什么在一边看得到,在另一边却看不到呢?让同学们去思考吧!如果要对这两个问题进行分析,就能顺理成章的总结出平面镜成像是由于光的反射而形成的。

通过课堂实践,“探究平面镜成像”实验改进后,不但学生确信我们通过实验探究得到的规律是普存在的规律,而且还能做到分层次教学,使不同的学生实验探究过程中都有收获,比如:差生能报告观察到的实验现象;中等成绩的学生基本能总结出“平面镜成像”的规律;优秀学生能做一些超越教材要求探究(如:没有在平面镜正前方的物体能成像吗?)。我认为要增强实验教学的效果,我们一线教师引导学生用身边的物品做实验材料,精心设计实验,使实验的可操作更强一些,多让学生自主探究。

总之,教学实验的设计要求是简单、直观且能说明问题,更重要的是实验探究过程也要体现分层次教学,要绝大多数学生能获得最基本的知识,但知识的获取“上不封顶”,所以又要能够挖掘优秀学生的潜能。

参考文献

[1]刘玉中.《平面镜成像》教学设计[OL].互联网-人民教育出版社网-初中物理

[2]王婧.八年级几种物理教材科学方法分析比较[D].云南师范大学

[3]凸透镜成像规律[OL].互联网—百度百科

[4]在“研究平面镜成像特点”时,某同学利用一块玻璃板代替平面镜[OL].互联网

平面镜成像实验范文2

在竖直放置的玻璃板前面放一支点燃的蜡烛,可以看到它在玻璃板中所成的像,这是由于光的反射所形成的虚像;再拿一支没有点燃的同样的蜡烛,竖立着在玻璃板后面移动,直到看上去它跟前面那支点燃蜡烛的像完全重合,这样就可以确定像的位置;用刻度尺测量蜡烛和它的像的位置到平面镜的距离,发现二者距离的大小相等。

(来源:文章屋网 http://www.wzu.com)

平面镜成像实验范文3

____级__班__号

姓名_________ 实验日期____年__月__日

实验名称 探究平面镜成像的特点

实验目的 观察平面镜成像的情况,找出成像的特点。

实验器材 同样大小的蜡烛一对、平板玻璃一块、白纸一张、三角板一对、刻度尺一把

实验原理

实验步骤

平面镜成像有什么特点?

2.猜想与假设:

平面镜成的像到平面镜的距离物体到平面镜的距离,像与物的大小可能。

3.设计实验和进行实验:

(1)检查器材。

(2)在桌上铺上白纸,在白纸上竖直的放上平板玻璃,在纸上记录玻璃板的位置。

(3)把点燃的蜡烛放在玻璃板前。

(4

(5)观察两根蜡烛的位置并记录。

(6)找出平面镜成像的特点及像的位置跟物体和平面镜的位置的关系。

(7)整理器材、摆放整齐。

物理实验报告

____级__班__号

姓名_________ 实验日期____年__月__日

实验名称探究凸透镜的成像特点

实验目的 探究凸透镜成放大和缩小实像的条件

实验器材标明焦距的凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、粉笔 实验原理

实验步骤

1.提出问题:

凸透镜成缩小实像需要什么条件?

2.猜想与假设:

(1)凸透镜成缩小实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)

(2)凸透镜成放大实像时,物距u_______2f。(“大于”、“小于”或“等于”)

3.设计并进行实验:

(1)检查器材,了解凸透镜焦距,并记录。

(2)安装光具座,调节凸透镜、光屏、蜡烛高度一致。

(3)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以外某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立缩小的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。

(4)找出2倍焦距点,移动物体到2倍焦距以内某处,再移动光屏直到屏幕上成倒立放大的清晰实像的为止,记下此时对应的物距。

(5)整理器材。

物理实验报告

平面镜成像实验范文4

教学目标

认知目标1.理解平面镜成像特点

2.知道在光的反射现象中光路可逆

3.知道潜望镜、万花筒的光学原理

技能目标学会平面镜成像作图法

重点

平面镜成像特点

难点

“像”的概念,区别实像和虚像

教学过程

复习

1.光的直线传播

2.光的反射现象及反射定律

3.光路可逆

导入

学生观察课本P54照片

设问湖中的倒影是怎样产生的?为什么与湖面上的景物对称?

展示表面平的镜子、玻璃板、表面抛光的金属板、平静的水面、大理石及透明塑料片等都能产生与物体对称的影子。

这类反射面是平面的镜子称为平面镜。

新课

一、平面镜所成的像有什么特点?

实验1内容活动卡P35实验1

记录将蜡烛和蜡烛的像的位置用刻度尺连起来,

量出蜡烛到镜面的距离和蜡烛的像到镜面的距离。

结论平面镜所成的像是虚像;像和物体到平面镜的距离相等;像和物体的大小相等;像和物体对镜面来说是对称的。

实验2内容活动卡P35实验2

观察比较描画与原画的大小、左右和朝向关系

结论虚像、对称、大小相等

练习课本P56思考与练习1.2.5.

二、平面镜中的像是如何产生的?

阅读课本P54-P55

发光点S发出的光束经平面镜反射,进入人眼。所有反射光线的反向延长线都交于镜面后的S''''。因为光的直线传播,人眼感到反射光线是从镜面后的S''''发出的,好像S''''在发光,S''''实际没有光线射出,它是发光点S在平面镜中所成的虚像。物体上的每一点都会在平面镜中形成一个相应的虚像点,在平面镜中就形成了物体的像。像的大小与平面镜的大小无关。

演示平面镜成像作图法

利用物像对称性先决定像点位置,任取两根发散光线并画出反射光线。(用虚线表示反射光线的反向延长线)

提问如果入射光线沿着反射光线的方向射入,情况会怎样?

练习活动卡P36思考和讨论1.2.

课本P56思考与练习3.4.6.

三、平面镜的应用

阅读课本P55

平面镜作用:1.成像2.改变光路

练习活动卡P37探究1.2.3.

小结1.平面镜所成的像特点

2.平面镜中的虚像的产生

3.平面镜的应用

作业

活动卡P38家庭实验1.2.

板书

一、平面镜成像特点

1.平面镜所成的像是虚像;

2.像和物体到平面镜的距离相等;

3.像和物体的大小相等;

4.像和物体对镜面来说是对称的。

二、平面镜成像原因

1.光的反射

2.光路可逆

平面镜成像实验范文5

一、教学目标

1.能描述平面镜成像的特点。

2.通过实验,探究平面镜成像的特点。

二、重点难点

1.探究平面镜成像特点,感受探究的各个环节。

2.虚像的概念。

三、学情分析

本节是在学习了光的传播和光的反射的基础上,对光的反射的延伸,是光的重要组成部分,它与学生的生活实际联系十分密切。大部分学生对平面镜成像有比较丰富的感性认识,但这个认识中由于视觉的问题存在一个误区“物体离平面镜越远像越小”,在实验中,要让学生通过观察实验现象把此问题纠正过来。教学中,要通过探究过程培养学生实事求是的科学态度。

四、教学过程

【活动一:识标】

展示学习目标(课前书写在黑板上出示)

1.了解平面镜成像的特点。

2.会应用凸透镜成像的规律解决问题。

【活动二:导学】

一、导入(2分钟):

猜谜语:生活中有一样东西,你对着它哭它也哭,你对着它笑它也笑。同学们猜猜它是什么呢?

1.欣赏自然界中的镜子:PPT演示桂林山水、云南大理寺白塔。

2.平静的湖水像一面镜子,把山水都倒影在里面,那么在生活中镜子有哪些呢?

二、自学( 8分钟):

镜子是生活中最常见不过的东西了,每天早上起床洗漱完毕,第一件做的事情就是照镜子,观察自己的仪表,但同学们有没有思考过一件事,镜子里为什么会有一个“一摸一样”的你呢?同学们通过自主学习,完成自学问题:

1.镜子里的像是怎样形成的?

2.平面镜所成的像是实相还是虚像呢?

教师点拨:平面镜成像实质是光的反射。

三、讲解平面镜成像的原理:(步骤)

(1)如右图有蜡烛光源S,S发出的光在同种均匀的介质中沿 传播。S发出的光线遇到镜面会发生 射。

(2)作图:根据反射定律完成光路图。

(3)分析:当人眼在如左图所示的方向看时,光线进入人眼,人眼看的时候就认为光线是从前方S’传来的,就 在镜子里面看到了S的像。

(4)解疑:从上面的分析我们可以看出,光通过镜子反射(拐弯)进入了人眼,而人眼没能判断出光线“拐弯”了,只认为光线是从前面直线传播传来的,即认为光线是从S’发出的,所以就看到了镜子中的像。(像这样由光的反向沿长线所构成的像叫虚像)

教师提问:1.镜子里面是不是真的有一支蜡烛?看到镜子里面的像是 像。

2.平面镜成像实质是光的 形成的。

【活动三:小组合作探究】( 25分钟)

一、演示水中燃烧的蜡烛,通过水中燃烧的蜡烛激发学生的探究欲,为学生实验方案的得出引路

二、向学生示范并说明探究活动的目的和做法

前一环节我们初步了解了平面镜成像的原理,那么平面镜所成的像与物体之间究竟是什么样的关系呢?我们需要设计实验来验证。

1.实验探究目的:像与物体之间的大小有什么关系?像和物体到镜面之间的距离有什么关系?

2.步骤演示:

①如下图,将一张8开的白纸用透明胶条固定在水平桌面上,用两个夹子夹住一玻璃板,竖立在白纸上。

②把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察到玻璃板后面出现了蜡烛的像。

③另拿一支相同的蜡烛在玻璃板后面移动,使它与前面蜡烛的像重合(左右移动,直到从不同位置看上去它们都重合在一起),这时后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。改变玻璃前蜡烛的位置,把实验再做两次,每次都记下两支蜡烛的位置。

④在白纸上画出玻璃板的位置,移开玻璃板,用刻度尺画实直线,把每次实验中两支蜡烛位置的位置连接起来,量出两支蜡烛到玻璃板的距离,记录下来并比较它们的大小,再用量角器测量看它们是否与镜面垂直。

⑤把测量结果填写下表中。

三、学生分组实验

以上把教材的演示实验再改为学生实验,学生通过动手实验,自己进行分析总结,既有利于知识的学习,也有利于能力的培养。

学生:以四人一组,由小组长带队,各成员分工协作。

教师:1.针对交流中暴露的问题要加以强调。

2.强调一些重要的步骤和操作技巧,比如:

(1)玻璃板要与镜面垂直。

(2)如何找出像的位置(物体放好后,从那一边观察)。

(3)如何判断物体与像完全重合。

(4)提醒学生多次变换蜡烛的位置,结论要建立在多组实验的基础上。

(5)教师在学生分组实验的过程中,注意巡查、跟踪指导。

【活动四:展示交流】

学生:1.通过合作探究学习后,组与组之间相互交流实验结论。

2.学生小组发言人上讲台向全班展示探究方案和结论。

平面镜成像实验范文6

【关键词】分光计;望远镜;载物台;手机

分光计,是一种重要的角度测量仪器。可以用来测量物质反射角、衍射角、折射率、色散率、光波波长等[1]。在使用分光计之测量各种数据之前,首先要掌握分光计的调节方法。而由于分光计的结构较复杂:有望远镜、平行光管、载物台、读数装置四个主要部分[2],其中平行光管用来产生平行光,望远镜用来观察平行光,载物台用来放待测物体,读数装置用来读取实验时角度[3]。另外包括各种锁紧微调螺丝、焦轮达到19个。学生不容易掌握调节方法。

分光计使用之前首先要达到两个平行:出入射光都是“平行光”,并且,这个平行光全程都要“平行”于读数刻度盘。第一个平行:要求调节望远镜聚焦于无穷远、平行光管发射平行光;第二个平行:要求调节望远镜、平行光管、载物台上表面都与分光计中心轴垂直,即与载物台中轴垂直[4]。

分光计调节顺序:先粗调,再细调,细调是由望远镜到载物台,再平行光管。

1.粗调

粗调的好坏,往往决定了细调的效率。所以人们也想了很多方法改善,提高粗调的精度,比如加水准仪[5][6], 加装广角系统,激光准直系统等[4]。只是这些方法需要新加附件,不易推广,增加了分光仪的复杂程度。还有将载物台调到最低,强制条平行[1],只是这种方法的对待测物体高度有要求。

2.细调

由于所要做实验不同,调节用光学元件有多种:平面镜,双面平面镜,三棱镜,光栅等。

2.1 调节望远镜聚焦于无穷远

调节望远镜聚焦于无穷远,指的是入射望远镜的平行光聚焦于目镜分划板。用的是自准直法。都是首先调节目镜没有视差后,具体有多种调节方法:

(1)按要求将光学元件放到载物台上,如图1所示,粗调望远镜光轴与镜面垂直,旋转载物台,找到模糊的绿色“+”字叉丝像,松开目镜锁紧螺钉,伸缩目镜镜筒,至“+”字叉丝清晰成像于分划板上。

图1 载物台上光学物品的摆放

(2)将光学元件反射面紧贴在望远镜筒物镜前,如图2所示,伸缩目镜,至“+”字叉丝清晰成像。

图2

调整望远镜光轴垂直仪器主轴,要找到两次“+”字叉丝清晰像。对于熟练掌握分光仪调节的人来说,用第一种方法,聚焦无限远的同时,实现了其中一次成像。而第二种方法在调整望远镜光轴垂直仪器主轴时,还得再找一遍“+”字叉丝像。

对于初学者第一种方法有两个难点:

(1)由于常常由于没有粗调好望远镜光轴与镜面垂直,导致望远镜筒里找不到模糊“+”字叉丝像;

(2)粗调好垂直的,由于实验进度不同,有些打开了汞灯、钠灯,这些灯光干扰,初学者不知遮挡灯光,旋转载物台时候,非常微弱模糊的绿色“+”字叉丝像一晃而过,就错过了。

实验时有些同学卡在这一步达40分钟。教学体会是:不要将两个问题,粗调垂直、聚焦无限远,放在一起解决,互相增加难度。

所以对初学者,用第二种方法,规避了灯光干扰,直接找到“+”字叉丝像,实现了聚焦于无穷远。由于是清晰“+”字叉丝像,接下来调整望远镜光轴与镜面垂直时,只要粗调好垂直,“+”字叉丝像出现在镜筒,立刻会发现,减少了粗调难度。

2.2 调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直

调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直,要使两个反射面都看到“+”字叉丝清晰像,并且与分划板上“上十字”重合。难点是先找到像。

首先看第一个反射面。按标准要求放置好双面平面镜、光栅或三棱镜等,再次粗调,用肉眼观察这些物体的反射面,是否与望远镜垂直,调节垂直。调节的结果有两个,一个看到“+”字叉丝像,一个看不到。看到的,只要按照“各半法”继续调节。

对于初学者这时往往忽视粗调重要性,导致不垂直。有经验者也有一定概率粗调失败,肉眼相对误差较大[4]。这时只有向下或向上微调望远镜倾斜螺钉,同时旋转载物台,看不到像,再向相反方向微调,转载物台。[7]这种微调程度方向的具有不确定性,初学者不好把握。

图3 手机辅助调节垂直示意图,及手机成像示意图

笔者从尺读度望远镜的调节得到灵感,采用人人都有的手机辅助。如图3.1所示,将手机调至白屏,放在望远镜目镜一端,光通过望远镜筒达到反射镜面上,旋转载物台,利用人眼的大视野,找到手机成像―圆形手机像素点群。如图3.2所示,人眼要在手机成像和筒内壁成像同心时,停止移动。这时如果人眼在目镜水平下方,可以微调望远镜倾斜螺钉,使目镜端降一点,同时调载物台上扬一点。各半法的一种体现。反之向相反方向调节。总之,最后使手机成像与目镜等高。这种方法找“+”字叉丝像有的放矢,不需经验判断调整程度方向,学生容易掌握。

旋转载物台,找第二个十字叉丝像,找到的继续用各半调节法调节,如果找不到第二个叉丝像,重复先前的步骤,手机辅助。

唯一需要注意的是,无论怎么调节,结果都不要使望远镜和载物台明显脱离水平。

由于不同光学元件调节不能互相代替[8],为了避免二次调垂直,如果做“用最小偏向角法测三棱镜材料的折射率”实验,就要用三棱镜调垂直,如果做 “用透射光栅测定光波波长”实验,调垂直光学元件就要用光栅。接下来是平行光管的调节,较简单。伸缩竖直狭缝,调好的望远镜中看到清晰像,就实现了平行光的调节;狭缝旋转九十度,调节狭缝使其与望远镜分划板中央水平线重合,就实现了与望远镜共轴,即与分光仪中轴线垂直[9]。

3.结论

分光仪作为光学中一种重要的基础性仪器,它结构复杂,调节困难。最难的是,调节望远镜与分光仪中轴线的垂直。本文通过难点分离,手机辅助的方法,规避了找不到像的无目的状态,实现学生全程有目的的调节。其实,所有的难点都是对初学者,实验课短短的几小时,不足以使学生熟练掌握一台仪器。目前有的虚拟现实技术,用电脑软件架构出分光仪,如果这种软件在有条件的地方推广,学生在自己的电脑上随时练习长时间,相信这些困难将不攻自破。

参考文献

[1]陈丽娜.分光仪调节的一种简单方法[J].实验科学与技术,2011,9(1):20-21.

[2]王兴福,葛智勇,张文,张海燕.分光计调节创新教法[J].科技信息,2009,26(11):128+107.

[3]胡孝博,聂丽青,刘扬正.分光计的快速调整方法探索[J].南京工程学院学报( 自然科学版),2008,6(1):69-72.

[4]王小怀.分光计调节和使用中的困难及解决措施[J].实验室研究与探索,2007,26(2):35-37.

[5]许飞,罗锻斌.分光计调节实验中的教学方法探讨[J].大学物理实验,2013,26(4):35-36.

[6]葛松华,唐亚明.分光计的一种简单调整方法[J].实验科学与技术,2006,4(6):62-63.

[7]诸挥明,梁路光,付妍.分光计实验中望远镜和载物台调整的一种快速方法[J].大学物理实验,2006,19(1):51-54.

[8]王 敏.分光计的调节难点、调节方法及其迁移应用[J].电子世界,2014,36(1):87.