朱传华（成都高新区第一中分校，四川成都）
“探究平面镜成像时像与物的关系”实验是《义务教育数学课程标准（2011年版）》附录1中列举的20个中学生必做的实验之一，目前教材中比较通行的实验设计是用单面镀膜的玻璃取代平面镜，借助镀膜玻璃既能成像又能透过玻璃看到前面物体的特性，用等效取代法来确定像的位置，探究平面镜成像时像与物的关系．
但笔者在实验中按照实验记录剖析数据时一直未能得出
“像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的推论．以笔者使用的3mm厚的镀膜玻璃为例，在实验上将镀膜面朝实验者自己（这样能减少操作偏差［1］），像距仍然比物距大1－1.5mm左右．剖析偏差形成的缘由，主要是由于确定物体A所成像的位置A′的方式为等效取代法，让镀膜玻璃前面与A形状大小相同的B看上去与A′重合，正式B的位置当作A′的位置，但实验者在A两侧听到的B并不是物体B本身，而是B经过玻璃折射后所成的像B′，实验者以为B与A′重合，虽然是B′与A′重合，如图1，检测的像距BO比实际像距A′O要大．［1］这样的系统偏差未能防止，自然不能得出“像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的推论．按照教材知识的安排次序探究平面镜成像的实验报告，光的折射在平面镜成像以后，所以在实验中未能与中学生剖析这一系统偏差，只能让中学生在偏差容许的范围内得出“像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等”的推论．
为去除这一系统偏差，笔者借鉴原方案中用等效取代法来确定像的位置的设计思路重新设计了一种实验方案，所不同的是改为在镜面板上开孔，透过镜面板上的孔槽直接看镜面后的B，使B看上去与物体A经平面镜所成的像A′重合，这样解决了B经玻璃折射后成像，看上去的位置B′与实际位置不重合的问题．具体方案如下．
1实验器材
（1）将成像的平面镜由教材中的镀膜玻璃换成订制的中间开槽的亚克力镜面板，具体规格如图2，阴影部份为开槽部份；
（2）其余器材借用实验室原实验器材“J2530平面镜成像实验器”．
2实验过程
（1）将一张白纸平置于水平桌面上，利用实验室原实验器材“J2530平面镜成像实验器”中两个带卡槽的棋子将中间开槽的亚克力镜面板竖直置于白纸上，并注意将镀镍层反射面朝实验者两侧．
（2）在镜面板前方放一个棋子A，通过开槽的镜面板，见到棋子部分成像在镜面板后，如图3．
（3）在镜面板后放一个与A相同的棋子B，联通棋子B，使透过开槽部份见到的棋子B与A在镜面中所成的像重合探究平面镜成像的实验报告，此时棋子B的位置就是棋子A所成像的位置，如图4．
（4）在白纸上用钢笔画出镜面板反射面的位置和棋子A和B的位置，用刻度尺分别测出A、B到镜面的距离，其他操作与原实验设计相同．
3实验方案评价
（1）通过镜面板上开槽看镜面前面的棋子B，清除了原实验方案中透过玻璃看棋子B时由于光的折射现象使测出的像距偏大这一系统偏差．
（2）亚克力镜面板有双面镜和背胶镜等几种，背胶镜只有一面才能成像，且镀镍层在反面，因此会如原先用镀膜玻璃实验时没有将镀膜一面朝实验者一样形成偏差．所以经比较后笔者选择双面镜，双面镜是一面镀镍两面都是镜面，因此其镀镍层就在镜面板表面，实验时将镀镍层两侧朝实验者，能减少玻璃长度带来的操作偏差．
（3）实验中订制的开槽亚克力镜面板如长度较薄，在加工过程中可能有些变型，对成像疗效形成影响，故笔者在多次实验尝试比较后确定3mm以上长度可以较好的达到实验要求．
（4）通过镜面板的孔槽看前面的棋子B与棋子A在镜面中所成的像重合在操作上有一定难度，可能会带来一定的操作偏差．
参考文献：1吴敏芳．“平面镜成像的特性”实验偏差剖析［J］．化学班主任，2016（9）．
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