今天我们就来学习初中物理实验第4期《探究平面镜成像的特点》,光现象在中考试题中占有一定的比重,主要涉及光现象的辨识、光的反射及折射规律与应用、平面镜成像特点及应用、光的色散和物体的颜色等,多以自然现象和生活场景为命题素材,考察频率较高,重点考察平面镜中像与物的关系,要掌握平面镜成像实验,常以探究题形式出现。《义务教育物理课程标准2011版》对平面镜成像的特点要求如下:
课标内容:2.3.4 通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。
学生实验:探究平面镜成像的特点
实验目的
观察平面镜成像的情况,总结平面镜成像的特点
实验器材
两支完全一样的蜡烛、光具座、一块玻璃板、一个光屏、火柴
探究平面镜成像的特点
实验步骤
⑴将玻璃板垂直置于光具座的中央,在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛,透过玻璃板观察其另一侧面的蜡烛的像;
⑵将光屏放在像的位置,不透过玻璃板,直接观察光屏上有无像;
⑶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;
⑷移到蜡烛的位置,观察其像的大小有无变化;
⑸量出蜡烛和像到玻璃板的距离。
实验数据
像与物的大小关?物体与玻璃的距离(cm)像与玻璃的距离(cm)物像连线与镜面的关系实像或虚像。
实验结论
平面镜成像特点:平面镜所成的像是虚像,像和物大小相等,且它们到平面镜的距离也相等,像与物相对于镜面对称。
实验讨论
同学们在实验的过程发现什么问题吗?试着回答思考以下问题?
⑴实验中为什么使用两支同样的“蜡烛”?
⑵放在玻璃板前面的蜡烛要求点燃,而放在玻璃板后面的蜡烛为什么不要求点燃?
⑶实验中为什么用能够透光的平板玻璃,而不用镜子去做?
平面镜成像的特点
⑴选择玻璃板代替平面镜的目的是:物体一侧能看到物体的像,同时还能看到代替物体的另一个物体,便于确定像的位置。
⑵试验要求玻璃板和桌面垂直。
⑶实验时将光屏放在未点燃蜡烛的位置,从玻璃板上方看光屏,光屏上看不到像,说明平面镜成的是虚像。
⑷实验中选择厚玻璃还是薄玻璃?选择较薄的玻璃;因为厚玻璃板的两个面都可以当作反射面,会出现两个像,影响到实验效果。
典型例题: 同学们探究“平面镜成像特点”。
(1)小华在竖直的玻璃板前A位置放置点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现蜡烛的像,如图甲所示,用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间,她在图甲所示位置观察 (选填“仍然”或“不能”)看到蜡烛的像。这说明像是由于光的 (选填“缩小”“反射”或“折射”)形成的。
(2)撤去不透明纸,小华又拿另一支大小相同的蜡烛放到玻璃板后像的位置,发现它跟像完全重合,由此可知平面镜成 (选填“等大”或“放大”)的像。记录物像的位置A、A′。
(3)经过三次实验得到三组物、像位置点,如图乙所示,由此可知 。
(4)小明自备器材做该实验,在玻璃板前放置一支点燃的蜡烛,看到玻璃板后出现蜡烛的两个像,这是因为 。
【分析】(1)平面镜成的是虚像,其成像原理是光的反射。(2)实验时采用两个相同的蜡烛,是为了研究物像大小关系,如果不能重合,说明物像大小不同,如果重合,说明物像等大。(3)根据三组物、像关于玻璃板对称的特点判断物体与像之间的位置关系。(4)实验时最好选用薄的玻璃实验,若玻璃太厚会出现两个像重叠现象。
【解答】解:(1)平面镜成的像是虚像,是由光的反射形成的,故用一张不透明纸挡在玻璃板与像之间,她在图甲所示位置观察仍然看到蜡烛的像。(2)另外一支相同的蜡烛B与前面的蜡烛A的像完全重合,则说明平面镜所成的像与物体是等大的;(3)根据图乙可知,A和A′、B和B′、C和C′都是关于玻璃板所在位置对称的,则可得到:像和物体到平面镜的距离相等;(4)太厚的玻璃板有两个反射面,两个反射面都成虚像,前面一个反射面成的虚像较后面一个反射面而成的虚像清晰。故答案为:(1)仍然;反射;(2)等大;(3)像和物体到平面镜的距离相等;(4)玻璃板太厚导致玻璃板前后两个面都发生了反射,两个表面都成虚像。