25实践与应用2013年第12期(总第172期)2013年6月创新实验中学物理平面镜成像实验改进阐述陈士元收稿时间:2012-12-13作者简介:陈士元,硕士,中教中级。作者单位:山东省济南市溧水区第三中学。平面镜成像实验是小学数学的精典实验之一,教育部出台的《初中化学课程标准(2012年版)》将其纳入20个中学生必做实验。在实验教学中,因为现有实验器材的局限性平面镜成像实验笔记,该实验操作中会存在一定的偏差,笔者尝试对该实验的现有器材进行改进。一、现行实验出现偏差的剖析平面镜成像实验中使用的主要器材—平面镜是由平板玻璃制成的。平板玻璃本身存在一定的长度,而反射面在玻璃板的表面,实验操作中检测出的物距与像距数据不相等,而平面镜成像特性之一,即像到平面镜的距离等于物到平面镜的距离。若果在实验操作中耳朵正对像的位置,数据的差就是玻璃板的长度。2012年上海市化学教研室在溧水某小学开办省级公开课《平面镜成像》,教研员许志老师说课时说,四川省教研室组织省内部份小学数学班主任进行实验操作技能大赛,其中就有平面镜成像实验,操作结束后有关专家点评,因为玻璃板长度会造成偏差,所以平面镜成像实验数据记录表中物距和像距的数据不应当相同。
2012年《物理通报》第2期发表了自贡师范高等本科中学数学系吴德兰和秦萌的论文《平面镜成像实验的像距系统偏差剖析》,她们觉得减少系统偏差的方式有:(1)尽量选择薄的玻璃板;(2)尽量选择折射率小的玻璃板;(3)耳朵的位置尽量正对像的位置。二、对该实验改进的一点构想笔者的构想是,将反射面设置在玻璃板的中间。实验操作中,检测物距与像距时从玻璃板外侧的表面出发,测出的像距和物距数据就一样了。其实这时的物距与像距不是从反射面算起,而是玻璃板外侧的表面,偏差一直存在。三、改进实验器材的具体方式现有的器材有一层白色的镀层,这就是反射光的镀层。这镀层的特征是既反射光又透光,类似于夏季戴的太阳镜框。通过查找资料获知:镀膜玻璃可分为阳光控制镀膜玻璃和低幅射镀膜玻璃。(1)阳光控制镀膜玻璃平面镜成像实验笔记,是对太阳光具有一定控制作用的镀膜玻璃。这些玻璃具有良好的隔热性能,镀膜层具有双向透视性,故又称为相机玻璃。(2)低幅射镀膜玻璃,是一种对远红外线有较高反射比的镀膜玻璃。这些玻璃对于太阳可见光和近红外光有较高的透过率。假如用玻璃板来制做镀膜玻璃,因为玻璃强度较高,加工上去有一定的难度,有没有现成的材料?笔者想到了实验室用的橱窗卡,商品名子叫桌牌(如图1所示),是有机玻璃材质,强度较低,加工上去也便捷,它做橱窗卡时也是二层有机玻璃板夹一张彩纸,还有个托架,将基座锯开一分为二刚好做支架(如图2所示)。
怎么做得具有镀膜玻璃一样的疗效呢?笔者想到了装修材料中的玻璃贴膜,迎光的一面具有穿衣镜特点,反面则可以透视(如图3所示),可用它贴玻璃膜。图1图2图3玻璃膜主要有以下几种类型:(1)高透型,保持了最高的透光率,又能最大可能地吸收太阳能;(2)热反射型,具有良好的遮光性能和隔热性能;(3)双向透视型,具有最高反射太阳幅射热和可见光的性能,迎光的一面具有穿衣镜特点,反面则可以透视;(4)中高透视型,既保持了较高的透光性,又阻隔了一定的太阳热能。笔者选择的玻璃膜是双向透视型,这样会给实验操作带来便捷。平面镜成像实验就是要求既具有穿衣镜特点就能成像,又能透光便捷观察。玻璃膜的粘贴须要一定的技术,加工前要用练习膜