時(shí)間：2022-11-06 22:00:20
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
2.感知虛像的特點(diǎn)含義。
3.通過(guò)對(duì)“平面鏡成像特點(diǎn)”的探究，學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中信息的記錄和等效替代法的運(yùn)用，提高探究能力。
【實(shí)驗(yàn)原理】
1.用玻璃板代替平面鏡，以方便確定像的位置。
2.用兩支同樣的電筒以便于判斷像和物的大小關(guān)系。
【實(shí)驗(yàn)器材】
帶輪子的玻璃板，兩個(gè)完全相同的電筒，畫好方格的塑板，背面有膠的彩色紙板，白紙。
【實(shí)驗(yàn)操作步驟】
1.將玻璃板垂直放置在帶方格的塑板上，對(duì)準(zhǔn)刻度線，將亮著的電筒放在玻璃前，透過(guò)玻璃觀察這個(gè)電筒成的像，像在哪兒？在玻璃板的后面，將底座轉(zhuǎn)動(dòng)，觀察玻璃板的另一側(cè)，將白紙放在剛才看到像的位置，紙上沒(méi)有。這不是實(shí)際光線組成的，所以得出平面鏡成的像是虛像。
2.將底座復(fù)位，用另一個(gè)滅著的電筒在玻璃板的另一側(cè)找到當(dāng)前電筒所成的像，直到與像完全重合。再換兩個(gè)位置重做以上實(shí)驗(yàn)，可以得出像和物是等大的。
3.輔證實(shí)驗(yàn)：用彩色紙板粘在塑板上，讓學(xué)生觀察在鏡中紙板的像占有幾格，可清楚地判斷像與物的大小關(guān)系。
4.再利用方格數(shù)出像和物到平面鏡的距離，很方便得出結(jié)論：像和物到平面鏡的距離相等。
5.利用數(shù)學(xué)中有關(guān)對(duì)稱的相關(guān)知識(shí)，還可以得出：平面鏡所成的像與物體關(guān)于鏡面對(duì)稱。
【實(shí)驗(yàn)效果】
實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，便于學(xué)生得出結(jié)論。
【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新之處】
1.原實(shí)驗(yàn)中可見(jiàn)范圍小，不能多角度地展示給學(xué)生觀察，設(shè)計(jì)底座帶輪子，可靈活方便向各個(gè)方向展示。
2.原實(shí)驗(yàn)蠟燭燃燒高度發(fā)生變化，像物難以重合。另外，燭焰不穩(wěn)定。改用相同型號(hào)的電筒，易于重合且像清晰穩(wěn)定。
3.用邊長(zhǎng)1厘米的方格紙代替原實(shí)驗(yàn)中的大白紙，不用尺量，就能很快觀察到平面鏡中“對(duì)稱的像”，能準(zhǔn)確說(shuō)明物像等距。縱線與平面鏡垂直可直接觀察物像連線與鏡面垂直的特點(diǎn)。
4.實(shí)驗(yàn)的直觀性和可操作性都很強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程快捷、準(zhǔn)確，具有較強(qiáng)吸引力。
【實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思】
“平面鏡”一節(jié)是初中物理光學(xué)部分的重要內(nèi)容，它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出平面鏡成像的特點(diǎn)，進(jìn)而用光的反射定理說(shuō)明平面鏡成像的原理，提出虛像的概念，做好平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)是關(guān)鍵。圍繞本次實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能與作用進(jìn)行反思：
1.根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)要求，為了讓學(xué)生更確切地理解虛像，可以試著推到像，發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何推不倒，再用白紙接像，使學(xué)生明白虛像的含義。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是讓學(xué)生親歷知識(shí)的過(guò)程，在探究物與像大小關(guān)系時(shí)，一定要強(qiáng)調(diào)“重合“的含義，所以多次實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)“重合”。
王永珠
八年級(jí)物理平面鏡成像這一節(jié)，在研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，如按書中實(shí)驗(yàn)操作方法，會(huì)發(fā)現(xiàn)蠟燭移動(dòng)時(shí)很難保持豎直狀態(tài)，而且容易傾倒，影響效果。而我們改用光具座做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，操作就會(huì)很簡(jiǎn)單，完全可以做學(xué)生實(shí)驗(yàn)。操作是這樣的：如圖（系數(shù)碼相機(jī)所照），選取一塊比蠟燭略高的薄玻璃板（用厚玻璃板做時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)不重合的像）。用光具座的兩個(gè)滑塊將玻璃板豎直夾在光具座的中間位置，擰緊滑塊下面的固定螺絲。蠟燭是粘在可移動(dòng)的滑塊上。下面的操作過(guò)程和書中大致相同，這樣做移動(dòng)蠟燭就會(huì)很方便，物距和像距可以從光具座的標(biāo)尺上直接測(cè)出。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是玻璃板和蠟燭豎直固定好，可以使用鉛垂線校驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確。
制作簡(jiǎn)易潛水艇模型
蓋向青
山東東營(yíng)區(qū)（新區(qū)）第一中學(xué)，山東省東營(yíng)市257000
在進(jìn)行“物體的浮沉條件”教學(xué)時(shí)，為了能更好的讓學(xué)生理解潛水艇的浮沉原理，很多老師通過(guò)視頻、錄像等手段將潛水艇的浮沉過(guò)程展現(xiàn)在學(xué)生面前。應(yīng)該說(shuō)對(duì)學(xué)生的視覺(jué)是一種震撼。但這些視頻錄像并不能很好的解釋其浮沉原理。在教學(xué)中我嘗試自制簡(jiǎn)易潛水艇模型并應(yīng)用于教學(xué)，取得了較好的效果。
其制造方法如圖所示：
大塑料瓶中裝滿水；小玻璃瓶?jī)?nèi)裝入適量水，不蓋瓶蓋將其倒扣放入大塑料瓶?jī)?nèi)，并使其漂浮在大瓶中；然后將大塑料瓶瓶蓋擰緊。
使用方法：使用時(shí)只要略用力捏塑料瓶，小玻璃瓶就會(huì)下沉；當(dāng)松手時(shí)小玻璃瓶就會(huì)上浮。當(dāng)用力適當(dāng)時(shí)小玻璃瓶將懸浮在水中。
原理：當(dāng)用力擠壓塑料瓶時(shí)，塑料瓶中的水因壓強(qiáng)增大而進(jìn)入到小玻璃瓶中，使小玻璃瓶的重力增大而下沉。當(dāng)松開(kāi)手時(shí)，小玻璃瓶中的水在內(nèi)部氣壓的作用下排出一部分，使小玻璃瓶的重力減小而上浮。
優(yōu)點(diǎn)：此模型制作簡(jiǎn)單，易操作，能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1．知道平面鏡成像的特點(diǎn)和虛像的概念，知道平面鏡的應(yīng)用.
2.初步學(xué)習(xí)用光路圖研究幾何光學(xué)的成像問(wèn)題.
能力目標(biāo)
1．通過(guò)平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力.
2．通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析，以及歸納得出平面鏡成像特點(diǎn)的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的分析概括能力.
3．通過(guò)根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)，運(yùn)用對(duì)稱法確定物體在平面鏡中所成的像，初步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法來(lái)解決物理問(wèn)題的能力.
情感目標(biāo)
通過(guò)平面鏡在日常生活、生產(chǎn)、科技方面廣泛的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生良好的非智力品質(zhì).
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材先通過(guò)日常生活中的鏡子成像的現(xiàn)象引出平面鏡成像的概念，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納出平面鏡成像的規(guī)律.再?gòu)墓獾姆瓷涠沙霭l(fā)，借助于作圖分析發(fā)光點(diǎn)怎樣成虛像，并擴(kuò)展到物體怎樣成虛像.最后加強(qiáng)了聯(lián)系實(shí)際，列舉了一些日常生活中用用平面鏡的例子.并介紹了平面鏡在潛望鏡上的應(yīng)用.講好本節(jié)課的關(guān)鍵是指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)，平面鏡成像的規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn)，虛像概念的建立是本節(jié)教學(xué)的難點(diǎn).
教法建議
1．研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，應(yīng)作為探究性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué).
2．進(jìn)行必要的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)：
1）盡可能選薄一些的玻璃，否則會(huì)看到兩個(gè)不重合的像.
2）平板玻璃一定要保證豎直設(shè)置，兩只蠟燭大小應(yīng)一樣并豎直放置以方便觀察和研究.
3）怎樣判定蠟燭B與蠟燭A的像重合：如圖5-3-1，手移動(dòng)B，當(dāng)看見(jiàn)B與A的像變成一只點(diǎn)燃的蠟燭，從不同的角度看，都看到B的芯上有火焰，B正好跟A的像重合.這時(shí)，用筆貼近A和B的下端，描出它們與紙的接觸線，得到兩個(gè)小圓.這兩個(gè)小圓的圓心，就是A和B的位置.
3．滲透從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
課本從發(fā)光點(diǎn)S的像推論物體的像，教學(xué)中還可把物體的像區(qū)分為發(fā)光物體的像和發(fā)光物體的像，并在教學(xué)中說(shuō)明這種由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的研究物理問(wèn)題的方法.
4．在做好實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借助光路圖分析平面鏡成像原理和虛像的概念，有助于學(xué)生理解.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出平面鏡的成像特點(diǎn)
教學(xué)難點(diǎn)：“虛像”概念的建立
教具：
同樣大小（長(zhǎng)短、粗細(xì)）的蠟燭一對(duì)、小蠟燭一只、大蠟燭一只；平面鏡一面，平板玻璃一塊，支架一幅，方格紙一張，同樣大小的三角板（30度，60度）一對(duì)、刻度尺一把.
教學(xué)過(guò)程：
一、新課引入
方法1：由日常生活中的照鏡子引入課題
課前要求學(xué)生在家中分別在大面鏡前和小面鏡前觀察自己的像，提出平面鏡成像的概念，并提出問(wèn)題：
1)人或物體在鏡中的像的形狀、大小跟原物一樣嗎?
2)人或物體在鏡前移動(dòng)時(shí)，鏡中的像怎樣移動(dòng)？
3)鏡中的像是否能和小孔成的像一樣呈現(xiàn)在光屏上？
通過(guò)對(duì)上述問(wèn)題的議論和回答，引出研究平面鏡成像特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn).
方法2：在教室前懸掛一大一小兩面鏡子（懸掛的角度盡可能是同學(xué)們都能看到自己的像），從而調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，再準(zhǔn)備幾面鏡子，讓學(xué)生從前傳到后，觀察自己的像并與前面兩面鏡中的像相比較，提出問(wèn)題引入新課.
二、新課教學(xué)
1．平面鏡成像特點(diǎn)
探究平面鏡成像特點(diǎn)
提出問(wèn)題：我們生活中用的鏡子是平面鏡，平面鏡成像有什么特點(diǎn)呢？具體地說(shuō)就是像的位置有什么特點(diǎn)呢？像的大小有什么特點(diǎn)？
探究指導(dǎo)：要探究平面鏡成像特點(diǎn)，必須解決好以下幾個(gè)問(wèn)題：
1）我們雖然可以看到物體在平面鏡里的像，但如果在平面鏡后面仿制一塊光屏（白紙），屏上不會(huì)呈現(xiàn)物體的像，因此我們無(wú)法用尺子去測(cè)量像的位置和大小.怎樣解決這個(gè)問(wèn)題？為此，你選用什么樣的“平面鏡”？
2）如何確定像的位置？
3）如何比較物到鏡面的距離與像到平面鏡的距離關(guān)系？
4）如何比較物像的大小、形狀的關(guān)系？
5）怎樣觀察物與像的左右關(guān)系？
6）怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)判定像的大小與物到鏡的距離是否有關(guān)？
學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
交流分析歸納得出探究結(jié)果：
1)平面鏡所成像的大小和物體的大小__________.
2)像到平面鏡的距離與到平面鏡的距離關(guān)系是__________.
3)像的左右與物的左右關(guān)系是__________.
4)像的上下與物的上下關(guān)系是__________.
5)當(dāng)物體遠(yuǎn)離或靠面鏡移動(dòng)時(shí)物體的像的移動(dòng)情況是____________________.
像的大小、形狀的變化情況是________________________________________.
2．虛像
方法1：從平面鏡成像原理出發(fā)
讓學(xué)生結(jié)合課本70頁(yè)圖5-14，根據(jù)光的反射定律畫出發(fā)光點(diǎn)S射向平面鏡的兩條入射光線的反射光線，指出鏡平面鏡發(fā)射出來(lái)的光線是發(fā)散的，不會(huì)相交.由于光的直線傳播，人們習(xí)慣的認(rèn)為看見(jiàn)的東西都在前方，會(huì)覺(jué)得反射光像是從前方鏡中的像點(diǎn)射來(lái)的.實(shí)際上鏡中并沒(méi)有光直接到達(dá).這說(shuō)明虛像點(diǎn)不是反射光線的交點(diǎn)，而是反射光線的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，是虛的.
老師演示：（用攝像機(jī)代替學(xué)生的眼睛反映在大倍投上）
點(diǎn)燃的蠟燭放在平板玻璃前，通過(guò)玻璃觀察觀察到像，并用光屏接收像，直到認(rèn)為接收到像，移動(dòng)攝像機(jī)的鏡頭繞過(guò)玻璃直接對(duì)準(zhǔn)光屏，光屏上并無(wú)像存在.
方法2：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),分別嘗試用光屏接收像，但接收不到，使學(xué)生對(duì)平面鏡成虛像產(chǎn)生強(qiáng)烈印象.然后通過(guò)對(duì)平面鏡成像光路圖的研究，討論兩個(gè)問(wèn)題：（1）到達(dá)觀察者眼睛的光是從何處反射來(lái)的？（2）像點(diǎn)是怎樣形成的？教學(xué)中，學(xué)生比較能接收像點(diǎn)實(shí)際上不存在的觀點(diǎn)，但他們感到困惑的是人為什么會(huì)造成這樣的感覺(jué)，因而給教學(xué)帶來(lái)一些困難.可告訴學(xué)生，人們的這個(gè)認(rèn)識(shí)的由來(lái)是根據(jù)光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播的事實(shí).
3．平面鏡的應(yīng)用
平面鏡的應(yīng)用比較廣泛，結(jié)合課本上的插圖，讓學(xué)生了解平面鏡的應(yīng)用.除課本上提到的，可以讓學(xué)生列舉還看到在哪些地方使用平面鏡，并結(jié)合每種情況，分析平面鏡起什么作用.
三、板書設(shè)計(jì)
探究活動(dòng)
A.倒影比真實(shí)景物略暗一些
B.倒影比真實(shí)景物的清晰度略差一些
C.倒影中物體排列的左右位置與拍照時(shí)的真實(shí)位置正好相反
D.倒影中物體的高度比真實(shí)物體略大一些
分析 平面鏡成的像是虛像，然后根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)進(jìn)行選擇、判斷.
解答 由于平面鏡所成的是正立、等大且左右相反的虛像；所以倒影中物體排列的左右位置正好和拍照時(shí)的真實(shí)位置相反；由于光在反射過(guò)程中存在能量損耗，因此倒影比真實(shí)景物略暗且清晰度略差一些；所以只有D選項(xiàng)不符合平面鏡成像原理，選D.
例2 在清澈的湖面上空，小燕子正在向下俯沖捕食.在小燕子向下俯沖的過(guò)程中，關(guān)于它在湖水中的像的虛實(shí)，它和像之間的距離，正確的說(shuō)法是（ ）.
A.虛像，距離變小
B.實(shí)像，距離變小
C.實(shí)像，距離變大
D.虛像，距離變大
分析 平面鏡所成的像是虛像，它是由反射光線反向延長(zhǎng)線相交形成的；像和物體到平面鏡的距離相等.
解答 ①平靜的湖水相當(dāng)于平面鏡，它把來(lái)自小燕子的光進(jìn)行反射，反射光線反向延長(zhǎng)相交就形成了像，由于該像不是實(shí)際光線會(huì)聚形成的，所以該像是虛像；
②平面鏡所成的像與物體到平面鏡的距離相等，當(dāng)小燕子向下俯沖過(guò)程中，由于小燕子與水面的距離變小，所以像與水面的距離也變小，故小燕子與像之間的距離在變小.選A.
例3 如圖2所示，在“探究平面鏡成像特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是（ ）.
A.為了便于觀察，該實(shí)驗(yàn)最好在較暗的環(huán)境中進(jìn)行
B.如果將蠟燭A向玻璃板靠近，像的大小會(huì)變大
C.移去后面的蠟燭B，并在原位置上放一光屏，發(fā)現(xiàn)光屏上能成正立的像
D.保持A、B兩支蠟燭的位置不變，多次改變玻璃板的位置，發(fā)現(xiàn)B始終能與A的像重合
分析 （1）物體射出的光線對(duì)人眼刺激越強(qiáng)，人眼感覺(jué)物體越亮，物體經(jīng)過(guò)平面鏡反射，反射光線進(jìn)入人眼的光線越多，人眼感到物體的像越亮.在比較亮的環(huán)境中，很多物體射出光都對(duì)眼睛有刺激，干擾人的視線.（2）平面鏡成像大小跟物體的大小有關(guān)，這是關(guān)鍵.（3）平面鏡所成的像是虛像，虛像不是實(shí)際光線的會(huì)聚點(diǎn)，所以不會(huì)出現(xiàn)在光屏上.（4）如果實(shí)驗(yàn)中玻璃板前后移動(dòng)，則像距物距不相等，自然使B始終不能與A的像完全重合.
解答 A.在比較明亮的環(huán)境中，很多物體都在射出光線，干擾人的視線，在較黑暗的環(huán)境中，蠟燭是最亮的，蠟燭射向平面鏡的光線最多，反射光線最多，進(jìn)入人眼的光線最多，感覺(jué)蠟燭的像最亮.所以在比較黑暗的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)效果好.
B.平面鏡成像大小跟物體大小有關(guān)，與物體到平面鏡的距離無(wú)關(guān)，蠟燭A向玻璃板靠近，像的大小不會(huì)變化.
C.因?yàn)楣馄林荒芙邮諏?shí)像，不能接收虛像，所以移去后面的蠟燭B，并在原位置上放一光屏，不能發(fā)現(xiàn)光屏上有成正立的像.
D.如果多次改變玻璃板的位置，玻璃板前后移動(dòng)，則像距物距不相等，所以會(huì)發(fā)現(xiàn)B始終不能與A的像完全重合.
選A.
例4 把一個(gè)高0.8m的平面鏡豎直放置，一個(gè)身高1.6m的人以2m/s的速度沿垂直于平面鏡的方向走近，那么他在鏡中的像（ ）.
A.高度為1.6m，以2m/s的速度靠面鏡
B.高度變大，以2m/s的速度遠(yuǎn)離平面鏡
C.高度為0.8m，以2m/s的速度靠面鏡
D.高度變大，以4m/s的速度遠(yuǎn)離平面鏡
分析 根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)：像與物體大小相等，像距等于物距，物像對(duì)稱，進(jìn)行分析即可得出答案.
解答 因?yàn)槠矫骁R成像的特點(diǎn)是像與物體大小相等，已知此人身高1.6m，所以他在鏡中的像高也是1.6m.
由平面鏡成像的特點(diǎn)可知他以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上走面鏡時(shí)，他在平面鏡中的像也以2m/s的速度在垂直平面鏡的方向上走面鏡，所以選項(xiàng)A正確.
例5 如圖3所示，小華家的小貓?jiān)谄矫骁R前欣賞自己的全身像，此時(shí)它所看到的全身像應(yīng)是鏡中的（ ）.
A B C D
1觀察日光燈管通過(guò)反射面小孔成像現(xiàn)象
1.1推想
如果圓形亮斑是太陽(yáng)的像，那換用其他的光源，也應(yīng)當(dāng)能得到這些光源的像。
1.2方法
晚上，打開(kāi)一盞日光燈，利用平面鏡將燈光垂直反射到另一間房（最好拉上窗簾）的墻壁（若墻壁不是白色的，那最好貼一張大白紙或貼上一塊大白布）上。逐漸減小反射面，觀察墻上亮斑的變化情況。增大或減小反射面到墻的距離，觀察亮斑的變化情況。
1.3拓展
拓展1：驗(yàn)證所成的像是倒立的。
拓展2：換其他光源試試。
1.4說(shuō)明
若減小反射面時(shí)發(fā)現(xiàn)亮斑只是亮度變暗，其形狀、大小均不變，則此亮斑即為日光燈的像（從形狀上看也是如此）。適當(dāng)改變平面鏡與光源的距離，可以觀察到放大的像。擋住燈管的一部分，觀察像的變化，結(jié)合平面鏡成像的特點(diǎn)，即可推知物體通過(guò)小孔成倒立的像。
若幸逢日食，則觀察日食時(shí)墻上亮斑的變化能更直接地證實(shí)通常情況下所觀察到的圓形亮斑為太陽(yáng)的像。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步推想，若能借助墻角等障礙物擋住太陽(yáng)的一部分，是否也能看到太陽(yáng)的像，在此想法的指引下，筆者后來(lái)又引導(dǎo)學(xué)生利用從窗入室內(nèi)的陽(yáng)光做太陽(yáng)通過(guò)小孔成像（換用平面鏡做不僅操作起來(lái)更方便，而且效果也更好）的實(shí)驗(yàn)。在小孔慢慢地移至光與影分界線的過(guò)程中，圓形亮斑慢慢地變成半圓形直至完全消失——與我們通過(guò)窗口看太陽(yáng)，慢慢地從光區(qū)移至影區(qū)所看到的太陽(yáng)被逐漸遮擋的過(guò)程中形狀變化的規(guī)律一樣。當(dāng)在小孔處所見(jiàn)的半個(gè)太陽(yáng)是朝右時(shí)，半圓形亮斑是朝左的。這表明，小孔成的像是倒立的。換用不同形狀的障礙物（如在一個(gè)球的影區(qū)做上述實(shí)驗(yàn)即可模擬日食的情形——半影區(qū)對(duì)應(yīng)日偏食）做此實(shí)驗(yàn)，則更能突出上述特點(diǎn)。當(dāng)學(xué)生觀察到相關(guān)的現(xiàn)象時(shí)，都覺(jué)得十分神奇。
2測(cè)量圓形亮斑的直徑與其到平面鏡的距離之比
2.1推想
若圓形亮斑為太陽(yáng)的像，則由成像的原理圖不難看出，上述的比值不僅與鏡面到墻壁的距離無(wú)關(guān)，而且應(yīng)當(dāng)?shù)扔谔?yáng)直徑與日地間距之比。
2.2方法
改變鏡面與墻壁間的距離，測(cè)量幾組數(shù)據(jù)，算出比值，并用此比值和太陽(yáng)直徑與日地間距的比值（可從網(wǎng)上查到）相比較。
2.3拓展
將太陽(yáng)換成日光燈（或蠟燭），測(cè)量其像的長(zhǎng)度與像到鏡面的距離之比。
2.4說(shuō)明
圓形亮處的直徑與其到平面鏡的距離之比并不是一個(gè)定值。當(dāng)然，若能保證日光燈與鏡面的間距一定（換用臺(tái)燈很容易控制間距），則由成像的光路圖也能看出，比值也不變。
3與小孔成像對(duì)照觀察亮斑的形狀 大小與明暗的變化
若圓形亮斑為太陽(yáng)先反射（平面鏡成像）后通過(guò)小孔成的像，在改變反射面形狀、大小及其與墻壁的間距的過(guò)程中，亮斑的形狀、大小與明暗等的變化規(guī)律與太陽(yáng)光直接通過(guò)小孔時(shí)成的像應(yīng)當(dāng)相同。
關(guān)鍵詞：德育滲透；像；平面鏡；實(shí)驗(yàn)；合作
作者簡(jiǎn)介：曲波（1973-），男，大學(xué)，中學(xué)一級(jí)教師，研究方向：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育.教學(xué)活動(dòng)絕不僅是冰冷的知識(shí)傳遞，只有知識(shí)沒(méi)有情感交流的課堂是枯燥乏味的，十報(bào)告中指出，“立德樹(shù)人”是教育的根本任務(wù).課堂上教師潛移默化地營(yíng)造一種德育滲透環(huán)境，以知識(shí)為載體，既讓學(xué)生學(xué)會(huì)“如何學(xué)習(xí)”，也讓學(xué)生知道“如何做人”.筆者在《平面鏡成像》一節(jié)教學(xué)中，做了嘗試如下：
1導(dǎo)入：
準(zhǔn)備足夠多的、大小合適的平面鏡，讓學(xué)生觀察自己在平面鏡中的像，引起他們濃厚的學(xué)習(xí)興趣.在此基礎(chǔ)上，教師不失時(shí)機(jī)地問(wèn)：平面鏡中的像有什么特點(diǎn)呢？比如：（1）像在什么地方？（2）像的大小跟自己一樣大嗎？（3）改變你與平面鏡的距離，你在鏡中像的大小改變嗎？怎樣改變？激發(fā)出學(xué)生強(qiáng)烈地探究欲望，自然進(jìn)入下一教學(xué)環(huán)節(jié).
2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)桌上提供的器材（平面鏡、透明的薄平板玻璃各一塊，完全相同的蠟燭模型兩只，大白紙一張，刻度尺、鉛筆等），獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，【可適當(dāng)參閱課本（人教版）p77實(shí)驗(yàn)內(nèi)容部分】制定出實(shí)驗(yàn)步驟.然后在小組內(nèi)提出來(lái)交流，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，取優(yōu)去劣，最后制定出一個(gè)全體小組成員認(rèn)可的，共同的實(shí)驗(yàn)方案.
通過(guò)此環(huán)節(jié)教學(xué)，學(xué)生意識(shí)到自己的力量是有限的，學(xué)習(xí)中要懂得向他人借鑒，尋求幫助.集體的力量無(wú)比巨大，要善于借助團(tuán)隊(duì)集體的力量來(lái)完成自己的學(xué)習(xí)任務(wù).不僅僅是學(xué)生的學(xué)習(xí)，就連今后學(xué)生的人生道路成長(zhǎng)，也是如此.
3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
31通過(guò)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作及操作活動(dòng)中老師的及時(shí)提醒、指導(dǎo)，力爭(zhēng)讓學(xué)生做到：
（1）學(xué)會(huì)合作，學(xué)會(huì)分工.整個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不是一個(gè)人就能完成的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各成員間要合理分工，密切配合，團(tuán)結(jié)協(xié)作.一起擺放儀器，有找像的，有測(cè)量像與物體到平面鏡距離的，有記錄數(shù)據(jù)的......
（2）形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣.
32學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：
1.實(shí)驗(yàn)中，“平面鏡”若與桌面不垂直，或雖與桌面垂直，但在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中又無(wú)意移動(dòng)了“平面鏡”位置，都不容易準(zhǔn)確找到像的位置 .
2.心態(tài)急躁.尋找像的位置時(shí)，并沒(méi)有做到“像的替代物”與眼睛看到的像“完全重合”就急急忙忙認(rèn)為此處就是要尋找的像的位置.
3.及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).這個(gè)年齡階段的學(xué)生，活潑好動(dòng)，實(shí)驗(yàn)圖熱鬧，相當(dāng)一部分學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光看、光說(shuō)、光做，卻不記錄.
4.按制定好的計(jì)劃嚴(yán)格實(shí)施.實(shí)驗(yàn)中，有的小組只做了一次實(shí)驗(yàn)（找了一次像，做了一次測(cè)量），就迫不及待地向老師匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果.殊不知，一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出，是多次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（至少三次）.
針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，教師在巡視中要及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)給予指導(dǎo)糾正.
33實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)處理：
（1）實(shí)驗(yàn)器材的選取
實(shí)驗(yàn)中有的小組選取平面鏡找像，也有的小組選取透明的薄平板玻璃找像.由于平面鏡背面涂有一層不透光材料，學(xué)生無(wú)法看到平面鏡后面的情況，也就無(wú)法尋找并確定像的位置，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行.對(duì)此，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)教師可先不予置評(píng)，當(dāng)學(xué)生看到了鏡中的像，但卻無(wú)法確定像的位置，急的抓耳撓腮，迫不及待地想解決問(wèn)題時(shí)，教師再指出問(wèn)題所在，和本小組同學(xué)共同探討，找出解決問(wèn)題的辦法：換用透明的薄平板玻璃.
本環(huán)節(jié)這樣處理，意在讓學(xué)生學(xué)會(huì)選擇恰當(dāng)?shù)钠鞑膩?lái)完成實(shí)驗(yàn)，選擇對(duì)了，可使后面的實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，也較容易得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.選擇不對(duì)，努力白費(fèi).由此引申出，無(wú)論是學(xué)生今后的升學(xué)就業(yè)，還是婚姻家庭的建立，選擇至關(guān)重要.要讓學(xué)生學(xué)會(huì)在人生的十字路口，做出恰當(dāng)正確的選擇.（2） 像與物的大小關(guān)系
雖然實(shí)驗(yàn)中找像時(shí)學(xué)生做到了“像的替代物”與像“完全重合”，說(shuō)明平面鏡成像時(shí)像與物體是等大的.但學(xué)生潛意識(shí)里還是不接受，總是認(rèn)為物體離平面鏡遠(yuǎn)了，像就變小了；物體離平面鏡近了，像就變大了.
對(duì)此，教師告訴學(xué)生，上述現(xiàn)象是人眼的一種錯(cuò)覺(jué)，舉例來(lái)說(shuō)，中午的太陽(yáng)看起來(lái)只有盤子那么大，但太陽(yáng)真的和盤子一樣大嗎？（學(xué)生啞然失笑，似乎有點(diǎn)明白了）.接著，讓學(xué)生自學(xué)閱讀課本p104頁(yè)“人眼的視角”部分（看插圖），至此，學(xué)生恍然大悟，就徹底明白了.
（3）平面鏡成的像到底是實(shí)像還是虛像？
《光的直線傳播》一節(jié)，學(xué)生在學(xué)小孔成像時(shí)，對(duì)實(shí)像、虛像的概念已有了初步的認(rèn)知.小孔成的像是光線射過(guò)小孔會(huì)聚形成的，是實(shí)像.是可用透明塑料膜（光屏）接受的.平面鏡成像時(shí)，光透不過(guò)去，雖然眼睛在平面鏡中看到了像，但卻無(wú)法用光屏接受，說(shuō)明這個(gè)像不是由物體發(fā)出的光透過(guò)平面鏡會(huì)聚形成的，不是實(shí)像，而是光射到平面鏡上反射形成的，因而是虛像.
借助老師的啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生由既定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或事實(shí)進(jìn)行推理、分析，最終得出科學(xué)結(jié)論.
4評(píng)估、匯報(bào)交流與分析論證
實(shí)驗(yàn)中測(cè)量像和物體到平面鏡的距離是否相等時(shí)，測(cè)量結(jié)果可能不那么精確，稍有偏差，教師對(duì)此不必過(guò)分苛刻，只要學(xué)生尊重事實(shí)，在匯報(bào)交流時(shí)能找出原因（是讀數(shù)粗心、還是測(cè)量不認(rèn)真造成）即可.
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，師生共同總結(jié)出平面鏡成像的特點(diǎn)，教師適時(shí)引申：人生就是一面鏡子，你對(duì)它哭，它也對(duì)你哭；你對(duì)它笑，它就對(duì)你笑.用積極、樂(lè)觀的心態(tài)對(duì)待人生，對(duì)待他人，你將獲得一個(gè)光明的未來(lái).
5平面鏡的應(yīng)用
利用網(wǎng)絡(luò)查詢：（1）平面鏡在中國(guó)古代產(chǎn)生、發(fā)展的歷程.增強(qiáng)學(xué)生對(duì)祖國(guó)古代科技的自豪感.
（2）潛望鏡的構(gòu)造、潛望原理（光路圖）.
6n下鞏固：
（1）課余嘗試制作一個(gè)簡(jiǎn)單的潛望鏡，加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力訓(xùn)練.
1．提出問(wèn)題；平面鏡成的是實(shí)像還是虛像？是放大的還是縮小的像？所成的像的位置是在什么地方？
2．猜想與假設(shè)；平面鏡成的是虛像．像的大小與物的大小相等．像與物分別是在平面鏡的兩側(cè)．
3．制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)方案；實(shí)驗(yàn)原理是光的反射規(guī)律．
所需器材；蠟燭（兩只），平面鏡（能透光的），刻度尺，白紙，火柴，
實(shí)驗(yàn)步驟；
一，在桌面上平鋪一張16開(kāi)的白紙，在白紙的中線上用鉛筆畫上一條直線，把平面鏡垂直立在這條直線上．
二．在平面鏡的一側(cè)點(diǎn)燃蠟燭，從這一側(cè)可以看到平面鏡中所成的點(diǎn)燃蠟燭的像，用不透光的紙遮擋平面鏡的背面，發(fā)現(xiàn)像仍然存在，說(shuō)明光線并沒(méi)有透過(guò)平面鏡，因而證明平面鏡背后所成的像并不是實(shí)際光線的會(huì)聚，是虛像．
三．拿下遮光紙，在平面鏡的背后放上一只未點(diǎn)燃的蠟燭，當(dāng)所放蠟燭大小高度與點(diǎn)燃蠟燭的高度相等時(shí)，可以看到背后未點(diǎn)燃蠟燭也好像被點(diǎn)燃了．說(shuō)明背后所成像的大小與物體的大小相等．
四．用鉛筆分別記下點(diǎn)燃蠟燭與未點(diǎn)燃蠟燭的位置，移開(kāi)平面鏡和蠟燭，用刻度尺分別量出白紙上所作的記號(hào)，量出點(diǎn)燃蠟燭到平面鏡的距離和未點(diǎn)燃蠟燭（即像）到平面鏡的距離．比較兩個(gè)距離的大小．發(fā)現(xiàn)是相等的．
一、一個(gè)熱點(diǎn)：眼睛和眼鏡
青少年的近視問(wèn)題日益成為社會(huì)焦點(diǎn)，眼睛和眼鏡自然就成了中考命題的熱點(diǎn)。中考主要考查眼睛成像原理，近視眼和遠(yuǎn)視眼的形成原因及其矯正方法。
例1： （2013年 江蘇省淮安市）人的眼睛像一架神奇的照相機(jī)，晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭（凸透鏡），視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。若來(lái)自近處物體的光線，經(jīng)晶狀體折射后成像情況如圖1所示，則正確的說(shuō)法是（ ）。
A. 該眼是近視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正
B. 該眼是近視眼，應(yīng)配戴凸透鏡矯正
C. 該眼是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凹透鏡矯正
D. 該眼是遠(yuǎn)視眼，應(yīng)配戴凸透鏡矯正
解析：人眼的晶狀體相當(dāng)于一個(gè)凸透鏡，視網(wǎng)膜相當(dāng)于光屏。遠(yuǎn)視眼是由于晶狀體太薄，折光能力太弱，來(lái)自遠(yuǎn)處的光線經(jīng)過(guò)折射后不能會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，而是會(huì)聚在視網(wǎng)膜后。所以要想讓來(lái)自遠(yuǎn)處的物體的光會(huì)聚在視網(wǎng)膜上，應(yīng)在眼睛前面放一個(gè)能使光線會(huì)聚的凸透鏡，使入射的光線經(jīng)過(guò)凸透鏡后變得會(huì)聚些，再進(jìn)入眼睛，便能使像會(huì)聚在視網(wǎng)膜上。
答案：D。
二、 兩種光學(xué)鏡子的成像特點(diǎn)
平面鏡成像特點(diǎn)是“對(duì)稱”。即物像等大、物像等距、物像連線垂直于鏡面、物像左右相反。凸透鏡成像要明確“三個(gè)區(qū)域”（物所在的三個(gè)區(qū)域和對(duì)應(yīng)的像所在的區(qū)域）和“兩個(gè)分界點(diǎn)”（焦點(diǎn)是成實(shí)像和虛像的分界點(diǎn)，二倍焦距處是成放大實(shí)像和縮小實(shí)像的分界點(diǎn)），以及物像的變化關(guān)系（物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小）。
例2：（2013年 四川省成都市） 小涵站在平面鏡前0.5 m處觀察自己在鏡中的像，像到平面鏡的距離是 m。她向后退的過(guò)程中，像的大小 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。
解析：物體在平面鏡中成像，物、像到平面鏡距離相等，像的大小只跟物體大小有關(guān)，跟平面鏡大小和物體到平面鏡的距離無(wú)關(guān)。但是我們遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)，看到自己在平面鏡中的像變小，是因?yàn)檠劬聪竦囊暯亲冃。a(chǎn)生了錯(cuò)覺(jué)，像的實(shí)際大小是沒(méi)有發(fā)生變化的。
答案：0.5；不變。
例3：（2013年 山東省日照市）圖2是小芳同學(xué)探究“平面鏡成像的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)裝置。
（1）在實(shí)驗(yàn)中用透明的玻璃板代替平面鏡，主要是利用玻璃透明的特點(diǎn)，便于 。
（2）在豎立的玻璃板前放一支點(diǎn)燃的蠟燭M，可以看到玻璃板后面出現(xiàn)蠟燭的像。小明拿另一支大小相同的蠟燭N在玻璃板后面移動(dòng)。直到它跟蠟燭M的像完全重合。由此可以得出的結(jié)論是 。
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小芳同學(xué)應(yīng)在 （填“M”或“N”）側(cè)觀察蠟燭M經(jīng)玻璃板所成的像。
（4）細(xì)心的小芳透過(guò)玻璃觀察蠟燭M的像時(shí)，看到在像的后面還有一個(gè)較模糊，與像有部分重疊的像，出現(xiàn)兩個(gè)像的原因是 。
（5）經(jīng)過(guò)三次實(shí)驗(yàn)，記錄的像A′、B′、C′與物A、B、C對(duì)應(yīng)的位置如圖3所示。為了得到更多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，接下來(lái)小明應(yīng)該進(jìn)行的操作是 。
解析：（1）利用玻璃板透明的特點(diǎn)，可以觀察到玻璃板的另一側(cè)，便于找到像的位置。（2）另外一支相同的蠟燭與豎立在玻璃板前面點(diǎn)燃的蠟燭的像能完全重合，可知蠟燭和它成的像大小相等。（3）根據(jù)平面鏡所成的像是虛像的特點(diǎn)，應(yīng)在物體一側(cè)觀察。（4）玻璃的兩面都能反射光，利用光的反射現(xiàn)象可知能成兩個(gè)像，從這個(gè)角度去分析此題。（5）平面鏡成像的特點(diǎn)是物像等大、等距、連線與鏡面垂直，據(jù)此分析實(shí)驗(yàn)的操作步驟。
答案：（1）確定像的位置。（2）像和物大小相等。 （3）M。（4）玻璃板比較厚，蠟燭經(jīng)過(guò)兩個(gè)反射面都會(huì)形成像。（5）連接對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)和物點(diǎn)，判斷連線是否和鏡面垂直；測(cè)出像點(diǎn)和物點(diǎn)到玻璃板的距離并進(jìn)行比較 。
例4：（2012年 四川省自貢市） 物體從距凸透鏡12 cm移到距凸透鏡18 cm的過(guò)程中，調(diào)整光屏的位置，總能在光屏上得到倒立放大的像，此凸透鏡的焦距可能是（ ）。
A. 6 cm B. 10 cm C. 16 cm D. 20 cm
解析：由凸透鏡成像規(guī)律可知，當(dāng)物體在凸透鏡前移動(dòng)，在光屏上總能得到倒立放大的像時(shí)，說(shuō)明物距大于一倍焦距，小于兩倍焦距，即f
答案：B。
三、三類基本規(guī)律的簡(jiǎn)單應(yīng)用
三類規(guī)律是：
（1）光在同種均勻介質(zhì)中的直線傳播規(guī)律。
（2）光傳播到兩種介質(zhì)分界面時(shí)的反射規(guī)律。光的反射規(guī)律的表述要注意因果關(guān)系：入射是“因”，反射是“果”，所以不能把“反射角等于入射角”說(shuō)成“入射角等于反射角”。光的反射分為鏡面反射和漫反射兩類。
（3）光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)的折射規(guī)律。在分析折射現(xiàn)象時(shí)要注意“在空氣中的角大”。在光的反射和折射中，光路是可逆的。
例5：（2012年 江蘇省揚(yáng)州市）下列四種現(xiàn)象中，屬于光的折射現(xiàn)象的是（ ）。
A. 景物在鏡中成像 B. 勺柄在水面“斷開(kāi)”
C. 拱橋在水中的倒影 D. 蠟燭通過(guò)小孔成像
解析：A和C都是平面鏡成像，是光的反射形成的；D，小孔成像是由于光的直線傳播形成的；B，勺柄在水面“折斷”是由于光的折射造成的。
答案：B。
例6： （2013年 湖南省岳陽(yáng)市）關(guān)于光現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（ ）。
A. 漫反射不遵循光的反射定律
B. 照相時(shí)，被照者應(yīng)站在鏡頭二倍焦距之外
C. 近視眼鏡是凸透鏡
D. 放大鏡能成正立、放大的實(shí)像
解析：A，漫反射和鏡面反射都遵循光的反射定律，故A錯(cuò)誤。B，照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，膠片相當(dāng)于光屏。被照的物體和凸透鏡的距離大于2倍焦距，在膠片上能得到倒立、縮小的實(shí)像，故B正確。C，近視眼鏡是凹透鏡，故C錯(cuò)誤。D，當(dāng)u
答案：B。
四、 四種光路的規(guī)范作圖
光學(xué)作圖是中考經(jīng)常考的內(nèi)容。主要有反射光路圖、平面鏡成像光路圖、折射光路圖、凸透鏡的三條特殊光線光路圖。作光的反射、折射光路圖時(shí)要注意角的大小關(guān)系，作平面鏡、凸透鏡成像光路圖時(shí)要注意實(shí)像用實(shí)線畫，虛像用虛線畫。
例7：（2011年 遼寧省鞍山市）將一平面鏡斜放在裝有水的水槽中，有一束光線垂直射向水面，如圖4所示，請(qǐng)畫出這束光線在水中傳播最后射出水面的光路圖。
解析：因入射光線垂直于水面，所以不改變傳播方向，光線會(huì)沿直線射到水中的平面鏡上，然后遵循光的反射規(guī)律被平面鏡反射，反射光線傳播到水和空氣的分界面時(shí)，因是從水中斜射入空氣中，所以又發(fā)生了折射，空氣中的折射角大于水中的入射角。
答案：如圖5。
例8 ：（2011年 四川省廣安市）在圖6中作出物體AB在平面鏡MN中所成的虛像A′、B′。
解析：找出線段上兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)A、B，利用平面鏡成像的特點(diǎn)作出它們?cè)谄矫骁R中的像點(diǎn)A′、B′后，再將A′、B′點(diǎn)用虛線連接起來(lái)即可。
答案：如圖7所示。
例9：（2011年 江蘇省揚(yáng)州市）如圖8所示，在圖中畫出通過(guò)透鏡后的折射光線。
解析：凸透鏡可以使平行于主光軸的光線會(huì)聚于凸透鏡另一側(cè)的焦點(diǎn)處，而凹透鏡可以使平行于主光軸的光線在另一側(cè)發(fā)散。且發(fā)散光線的反向延長(zhǎng)線一定是會(huì)聚于另一側(cè)的焦點(diǎn)。
答案：如圖9所示。
五、 五種光學(xué)儀器的成像原理
照相機(jī)、投影儀、放大鏡都是凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，而顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡都是兩個(gè)透鏡的組合，中考中一般考查它們的成像原理。顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡僅在個(gè)別省市中考題中出現(xiàn)過(guò)，考查的概率很小。
例10：（2013年 江蘇省常州市） 2012年12月13日，“嫦娥二號(hào)”探測(cè)器與“戰(zhàn)神”小行星擦身而過(guò)，如圖10，按照從左到右的次序，探測(cè)器上的照相機(jī)先后拍攝了一組照片（鏡頭的焦距不變）。對(duì)此過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（ ）。
A. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變小，鏡頭與像的距離逐漸變小
B. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變小，鏡頭與像的距離逐漸變大
C. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變大，鏡頭與像的距離逐漸變小
D. 小行星與探測(cè)器的距離逐漸變大，鏡頭與像的距離逐漸變大
解析：照相機(jī)是利用凸透鏡成像規(guī)律制成的。照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于凸透鏡，底片相當(dāng)于光屏。凸透鏡成像時(shí)物和像的變化關(guān)系是“物近像遠(yuǎn)像變大，物遠(yuǎn)像近像變小”。所以當(dāng)像變小時(shí)，像距也變小，物距就變大。
在實(shí)際教學(xué)中,為了進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生的動(dòng)手能力,盡力將演示實(shí)驗(yàn)變?yōu)閷W(xué)生自己動(dòng)手的探究實(shí)驗(yàn),在沒(méi)有或效果較差的實(shí)驗(yàn)儀器的情況下,盡量的自制和改進(jìn),盡量為學(xué)生創(chuàng)設(shè)最基本的物理教學(xué)環(huán)境。下面談一下我自制和改進(jìn)教具的一些做法。
一、“絲綢和玻璃棒摩擦”實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化――“蠶繭手套”
在初中物理第四章第一節(jié)課《電荷》教學(xué)中,用玻璃棒與絲綢摩擦,能使玻璃棒帶電。若遇到陰雨天做此實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象很不明顯,直接影響教學(xué)效果,倘若氣候潮濕,演示會(huì)徹底失敗,令人懊惱。因此,我發(fā)動(dòng)學(xué)生找來(lái)了不同材質(zhì)的絲綢、絲巾等,在相同的溫度、干濕度下分別與玻璃棒摩擦,反復(fù)實(shí)驗(yàn)比較,從中選擇效果較好者,最終是舊絲綢被面效果最佳,我就倡議本校四位物理教師用此舊絲綢被面做了兩年實(shí)驗(yàn)。在此期間,多次遇到陰雨天,實(shí)驗(yàn)雖不是完全失敗,但玻璃棒僅能吸起為數(shù)不多的紙屑,演示效果不能使人心滿意足。
1996年春,小女兒養(yǎng)蠶,看見(jiàn)蠶吐絲的情景,使我受到啟發(fā),能否用蠶繭(絲綢的原材料)替代絲綢與玻璃棒摩擦做實(shí)驗(yàn)?倘若效果更好,豈不美哉!立即試驗(yàn),效果果然顯著。我又注意到在摩擦的過(guò)程中,由于蠶繭在手心中來(lái)回晃動(dòng),有時(shí)會(huì)導(dǎo)致玻璃棒與手接觸,影響實(shí)驗(yàn)效果。為此我將蠶繭剪開(kāi),用針線將其縫在線手套上,帶著手套讓蠶繭與玻璃棒摩擦,效果反倒不如以前,我又試著將縫有蠶繭的手套放在堿水里蒸5分鐘～10分鐘拿出來(lái),蠶繭變成了一團(tuán)很柔軟的絲,曬干再做實(shí)驗(yàn),效果大為改觀,十分顯著,令人欣喜。我又在陰雨天濕度較大的情況下重做這個(gè)實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象也相當(dāng)明顯。成功了,我將此就命名為“蠶繭手套”,以便上課時(shí)好說(shuō)好講。我根據(jù)養(yǎng)蠶同學(xué)較多的實(shí)際,要求學(xué)生每?jī)扇俗鲆粋€(gè)“蠶繭手套”,改教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn),既訓(xùn)練了他們的動(dòng)手能力,更激發(fā)了他們學(xué)習(xí)物理的興趣。這樣的課堂更利于學(xué)生主體地位的發(fā)揮。
二、平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
初中物理平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn),教材中是在桌面上豎直放一塊玻璃板作為平面鏡,把一支點(diǎn)燃的蠟燭放在玻璃板前面,觀察鏡中所成的像。分析教材中這一實(shí)驗(yàn)裝置,存在的問(wèn)題是:
①“使玻璃板和桌面垂直”難以做到,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差,影響結(jié)論得出;②用另一支蠟燭在玻璃板后找像,前后左右的位置不容易找到;③農(nóng)村學(xué)校,桌面不平會(huì)影響物像關(guān)于鏡面的對(duì)稱 。
回顧幾年來(lái)我為此所作的改進(jìn),可以分為以下步驟:
用光具座實(shí)驗(yàn)
把玻璃板固定在光具座上面中間位置,點(diǎn)燃的蠟燭置于玻璃板前,用另一等高的蠟燭置于像處,但由于光具座不能轉(zhuǎn)動(dòng),只能讓一兩個(gè)學(xué)生上臺(tái)來(lái)從側(cè)面讀數(shù),難以讓學(xué)生直接得出“像距等于物距”的結(jié)論。
1.自制“平面鏡成像演示儀”。
第一步:用一塊鋼板做底座,底座上焊三角鋼筋支架。第二步:用一截(長(zhǎng)40cm左右)廢槽鋼做橫梁,其上畫有刻度線,在槽鋼中心點(diǎn)焊一金屬夾,其作用是確保平面鏡與橫梁垂直。第三步:在槽鋼內(nèi)、玻璃板兩側(cè)各裝――可移動(dòng)的木芯,以調(diào)節(jié)像、物距平面鏡的距離,在木芯等距處各固定――可旋轉(zhuǎn)360°角的插蠟燭臺(tái)、又在蠟燭臺(tái)的側(cè)面各固定――可豎立起來(lái)的“刻度尺”(與模梁垂直)用來(lái)測(cè)量蠟燭的高度。
2.“平面鏡成像規(guī)律”實(shí)驗(yàn)。
第一步:將儀器組裝好后,點(diǎn)燃玻璃板前的蠟燭,通過(guò)玻璃板觀看蠟燭的像,再把另一蠟燭放在像處,拿出兩張紙分別置于物像兩燭焰上,學(xué)生就會(huì)看到像的燭焰是不能燒著紙的,學(xué)生根據(jù)看到的現(xiàn)象,自然得出平面鏡成像的第一條規(guī)律,“等大正立的虛像”。
第二步:將橫梁旋轉(zhuǎn)90°,使學(xué)生直接讀出點(diǎn)燃的蠟燭(物)、未燃的蠟燭(像)與玻璃板的距離,從而得出成像的第二條規(guī)律,“像距等于物距”。
第三步:豎起兩蠟燭處側(cè)面的“刻度尺”,學(xué)生能直接讀出“蠟燭高度相等”,繼而利用數(shù)學(xué)推理得出成像的第三條規(guī)律,“像物連線與鏡面垂直”。
第四步:改變物距,驗(yàn)證成像規(guī)律。
DSLR(Digital Single Lens Reflex Camera的縮寫)即數(shù)碼單鏡頭反光相機(jī)，隨著電子信息技術(shù)及光信息技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)逐步走進(jìn)人們的生活，成為眾多攝影愛(ài)好者的寵兒．近十年來(lái)，普通數(shù)碼相機(jī)(DC)已經(jīng)在很大程度上取代了傳統(tǒng)膠片相機(jī)，且近幾年來(lái)逐步走進(jìn)了中學(xué)物理課堂．但是，筆者發(fā)現(xiàn)在一些課堂教學(xué)活動(dòng)中，DSLR與普通數(shù)碼相機(jī)相比，不論是在演示效果，還是在后期處理方面都有著較大的優(yōu)勢(shì)．筆者設(shè)想如果能將DSLR引入到中學(xué)物理課堂教學(xué)中，定會(huì)取得更好的教學(xué)效果．下面就讓筆者通過(guò)舉例來(lái)說(shuō)明DSLR在中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐中所具有的優(yōu)勢(shì)．
1 獲得頻閃照片——更準(zhǔn)確
在中學(xué)物理教學(xué)中，諸如進(jìn)行研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律等教學(xué)內(nèi)容時(shí)，往往需要通過(guò)分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各個(gè)階段的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)來(lái)推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)規(guī)律．這時(shí)，我們往往借助頻閃照相法來(lái)鎖定物體在不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后將所得的若干張照片進(jìn)行合成，通過(guò)后期測(cè)量和計(jì)算來(lái)總結(jié)歸納此種運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．傳統(tǒng)的膠片照相不僅相機(jī)的快門速度較低，而且后期沖洗合成周期較長(zhǎng)，存在諸多弊端．但自從數(shù)碼相機(jī)問(wèn)世以來(lái)，我們可以通過(guò)用數(shù)碼相機(jī)將運(yùn)動(dòng)過(guò)程記錄下來(lái)，然后將所得圖片導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行后期圖像處理(如用Photoshop等軟件均可達(dá)到)．但是普通數(shù)碼由于采用的是電子快門，相機(jī)的快門時(shí)滯(鎖定焦點(diǎn)的情況下感光元件記錄下一張照片的時(shí)間)比較長(zhǎng)(一般為0.2秒到0.5秒之間)，而數(shù)碼單反相機(jī)采用機(jī)械快門，快門時(shí)滯較短(一般在幾十毫秒以內(nèi))．快門時(shí)滯的長(zhǎng)短在連續(xù)拍攝時(shí)(如對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行頻閃照相時(shí))，對(duì)所攝照片的畫質(zhì)影像較大．如果用傳統(tǒng)數(shù)碼相機(jī)進(jìn)行自由落體頻閃，往往會(huì)因?yàn)闀r(shí)滯較長(zhǎng)，而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)物體的拖影現(xiàn)象，這在后期相片處理的時(shí)候是比較麻煩的．用時(shí)滯較短的DSLR進(jìn)行自由落體頻閃照相，當(dāng)采用高感光度(ISO為100－25600)時(shí)，雖然會(huì)產(chǎn)生少量的噪點(diǎn)，但是可以把拖影的問(wèn)題完全避免，而卡片機(jī)一般不具備高感光度．這樣，在后期用軟件對(duì)圖像處理時(shí)會(huì)大大減少工作量，并且在測(cè)量距離參數(shù)時(shí)也會(huì)相應(yīng)地減少誤差．
2 驗(yàn)證平面鏡成像原理中的距離關(guān)系——更簡(jiǎn)便
眾所周知，物理中探究平面鏡成像原理是利用“蠟燭在平面透明玻璃板中成像”實(shí)驗(yàn)來(lái)巧妙驗(yàn)證的．但是，該實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)不夠直觀，步驟較多，理解難度較大．其實(shí)，我們可以通過(guò)借助DSLR相機(jī)鏡頭上的測(cè)距窗(尼康等多個(gè)品牌的鏡頭上配有測(cè)距窗)，通過(guò)數(shù)量關(guān)系，在誤差允許的范圍內(nèi)，粗略驗(yàn)證平面鏡成像原理中的距離關(guān)系，即像和物關(guān)于平面鏡對(duì)稱，像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離．具體操作步驟如下：首先使相機(jī)的光學(xué)平面與鏡子的距離保持在一米以內(nèi)(便于準(zhǔn)確讀數(shù))，將焦點(diǎn)鎖定在平面鏡的邊框A點(diǎn)(如圖1所示)，此時(shí)可以通過(guò)測(cè)距窗直接讀出相機(jī)光學(xué)平面到平面鏡(鏡子)之間的距離，即相機(jī)到達(dá)平面鏡的距離，記為d1．然后，將鏡頭向平面鏡的左側(cè)進(jìn)行一個(gè)微小的側(cè)移，此時(shí)可以在鏡子的B點(diǎn)看到鏡頭在平面鏡中所成的虛像，此時(shí)對(duì)B點(diǎn)進(jìn)行對(duì)焦，通過(guò)對(duì)焦來(lái)完成對(duì)此次測(cè)距窗距離的讀數(shù)，并記下此次的讀數(shù)為d2．通過(guò)對(duì)比d2和d1的大小可得數(shù)量關(guān)系，從而從數(shù)值關(guān)系上，間接證明了像與物到平面鏡的距離相等，像和物是關(guān)于平面鏡對(duì)稱的．該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，且數(shù)量關(guān)系直觀，便于學(xué)生理解，學(xué)生感覺(jué)可信度較高．而傳統(tǒng)的數(shù)碼相機(jī)，因?yàn)殓R頭上沒(méi)有測(cè)距窗，又無(wú)法更換鏡頭，所以要測(cè)距離，只能通過(guò)結(jié)合相機(jī)的主要光學(xué)參數(shù)和復(fù)雜的公式進(jìn)行距離計(jì)算，所以無(wú)法完成該實(shí)驗(yàn)．
3 檢驗(yàn)光波是否為橫波——更直觀
人教版高中教材選修3—4第十三章第6節(jié)中，設(shè)計(jì)了一個(gè)檢驗(yàn)光波是否為橫波的實(shí)驗(yàn)(如圖2所示)．該實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)運(yùn)用DSLR常用配件偏振鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)．實(shí)驗(yàn)中先將一個(gè)相機(jī)偏振片置于自然光源(如太陽(yáng))下，透過(guò)偏振鏡觀察光源，可以看到偏振片是透明的．然后以光的傳播方向?yàn)檩S，旋轉(zhuǎn)偏振片P，可以發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)度在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中沒(méi)有明暗變化．接著，在偏振片P后放置另一個(gè)偏振片Q，仍以光傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片Q，觀察此時(shí)透過(guò)兩個(gè)偏振鏡片的光強(qiáng)度如何變化．通過(guò)觀察，很容易發(fā)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)偏振片Q的過(guò)程中，透過(guò)兩個(gè)偏振片的光強(qiáng)度發(fā)生了明顯改變，并且在旋轉(zhuǎn)到某個(gè)位置時(shí)，光強(qiáng)度最大．通過(guò)這樣一個(gè)簡(jiǎn)易的小實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們非常直觀地理解光波是橫波這一特性．同時(shí)，通過(guò)讓同學(xué)們?cè)谠囼?yàn)中觀察DSLR偏振鏡片，糾正了很多同學(xué)對(duì)俯振鏡片是類似于“帶有狹縫”的鏡片的誤解，獲得了較好的教學(xué)效果．
4 同步觀察課堂實(shí)驗(yàn)——更清晰
在中學(xué)物理課堂中，有很多需要同學(xué)們認(rèn)真、細(xì)致觀察的演示實(shí)驗(yàn)，但由于條件有限，大多數(shù)時(shí)候教師只能在講臺(tái)上演示，因此，很多同學(xué)無(wú)法近距離觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．?dāng)?shù)碼相機(jī)在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用很好地解決了這個(gè)問(wèn)題．教師可以通過(guò)數(shù)碼相機(jī)AV接口與電腦、電視機(jī)或者投影儀連接，把數(shù)碼相機(jī)當(dāng)做探頭，全程“直播”實(shí)驗(yàn)過(guò)程，從而讓全班同學(xué)都能夠比較清晰地觀看到實(shí)驗(yàn)過(guò)程．但是，在一些需要精密觀察的實(shí)驗(yàn)中，如游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微儀的讀數(shù)，油膜法測(cè)量分子直徑等實(shí)驗(yàn)中，用普通數(shù)碼相機(jī)做探頭，在投影儀幕布上畫面并不十分清晰，給讀數(shù)造成了一定的困難．此種情況下，如果改用DSLR相機(jī)做探頭，并換上微距鏡頭，會(huì)達(dá)到非常好的觀察效果．這是因?yàn)樵贒SLR的工作系統(tǒng)中，無(wú)論是采用CCD還是CMOS，數(shù)碼單反相機(jī)的傳感器尺寸都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通數(shù)碼相機(jī)．因此，數(shù)碼單反的傳感器像素?cái)?shù)不僅比較高(目前最低600萬(wàn))，而且單個(gè)像素面積更是民用數(shù)碼相機(jī)的四、五倍，因此擁有非常出色的信噪比，可以記錄寬廣的亮度范圍．600萬(wàn)像素的數(shù)碼單反相機(jī)的圖像質(zhì)量絕對(duì)超過(guò)采用2／3英寸CCD的800萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)的圖像質(zhì)量．并且在DSLR中，光線透過(guò)鏡頭到達(dá)反光鏡后，折射到上面的對(duì)焦屏并結(jié)成影像，透過(guò)接目鏡和五棱鏡，我們可以在觀景窗中看到外面的景物．與此相對(duì)的，一般數(shù)碼相機(jī)(DC)只能通過(guò)LCD屏或者電子取景器(EVF)看到所拍攝的影像．顯然經(jīng)過(guò)處理所成的像要比光線直接成像效果差很多．從而，使用DSLR可以使同學(xué)們?cè)谕队澳徊忌细忧逦乜吹綄?shí)驗(yàn)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，從而達(dá)到演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的．
其實(shí)，DSLR相機(jī)中所蘊(yùn)含的豐富物理知識(shí)也是中學(xué)物理教學(xué)中一筆寶貴的財(cái)富．比如，機(jī)身較重增加了相機(jī)的慣性，從而使相機(jī)在使用的過(guò)程中更穩(wěn)，不易因產(chǎn)生晃動(dòng)而影響畫質(zhì)．相機(jī)中的五棱鏡通過(guò)對(duì)光線的折射，使進(jìn)入人眼的圖像與實(shí)際拍攝物體是成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而有別于傳統(tǒng)相機(jī)中成像左右相反等等．這些都是我們可以在中學(xué)物理課堂中進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用的寶貴資源．
當(dāng)然，DSLR也存在著諸多“軟肋”，比如價(jià)格較昂貴，保養(yǎng)和使用方法較繁瑣．但是，隨著科技的進(jìn)步，入門級(jí)單反的價(jià)格也一直控制在5000元左右，對(duì)于大部分的學(xué)校都是有條件配備的．筆者深信，數(shù)碼設(shè)備將逐步走進(jìn)中學(xué)物理課堂，DSLR也將助力中學(xué)物理教學(xué)，使常規(guī)教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合，為新時(shí)代的物理教育注入新的活力．
如圖1，平面鏡M與N垂直，只要入射到M上的光能再經(jīng)N進(jìn)行二次反射，或入射到N上的光能再經(jīng)M進(jìn)行二次反射，則二次反射后的光必與原入射光線反向平行. 同學(xué)們可結(jié)合圖、反射定律及幾何知識(shí)證明.
各種機(jī)動(dòng)車輛為提醒它后面尾隨車或行人的注意，其車后都裝有紅色警示尾燈. 這些尾燈由于白天和晚上都要使用，因而其內(nèi)確實(shí)有發(fā)光的燈泡. 自行車也有尾燈，說(shuō)是“燈”其實(shí)它并沒(méi)有發(fā)光的燈泡，白天不起作用，而晚上在公路上行駛時(shí)，后面的汽車燈一照，自行車尾燈就通紅透亮，從而引起汽車駕駛員的注意. 為什么有這樣的效果呢？
打開(kāi)自行車尾燈表面的透明塑料片看，里面有紅色的玻璃片，其表面有凸出的若干個(gè)小三角形，任意的小三角形表面與相鄰的小三角形的表面互相垂直，如圖2所示. 只要有光照射它的都能將光“反向射回”，由于反射面是紅色的，所以反射出紅光. 可見(jiàn)，自行車的尾燈應(yīng)用了圖1的原理.
二、 物體置于互成角度的兩平面間能成幾個(gè)像
引例1設(shè)兩平面鏡互成90°角，如圖3所示. 問(wèn)： 物點(diǎn)S經(jīng)兩平面鏡后能成幾個(gè)清晰的像？
分析將平面鏡延長(zhǎng)，如圖4所示. 據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)： S經(jīng)平面鏡AO成像S1；S經(jīng)平面鏡OB成像S2；將S1看作物，經(jīng)OB成像于S3. 將S2看作物，經(jīng)AO也成像于S3. 即物點(diǎn)S經(jīng)兩平面鏡能同時(shí)成像于S3，結(jié)論： 當(dāng)兩鏡面重直時(shí)，物點(diǎn)S經(jīng)兩平面鏡共能成三個(gè)（S1、S2、S3）清晰的像. 若以鏡面交點(diǎn)O為圓心，以O(shè)點(diǎn)到物點(diǎn)S的距離為半徑畫圓，所成三個(gè)像恰好在同一圓周上.
引例2設(shè)兩平面鏡互成60°角，如圖5所示. 問(wèn)： 物點(diǎn)S經(jīng)兩平面鏡能成幾個(gè)像？
分析S經(jīng)AO成像于S1；S經(jīng)BO成像于S2；由于連續(xù)反射――將S1視為物點(diǎn)，經(jīng)OB成像于S3；將S2視為物點(diǎn)，經(jīng)OA成像于S4；將S3視為物點(diǎn)，經(jīng)OA成像于S5，將S4視為物點(diǎn)，經(jīng)OB也成像于S5（兩像重合）. 結(jié)論： 物體處在互成60°的兩平面鏡間時(shí)共成5個(gè)像. 同樣，這五個(gè)像與物同處在一圓周上.
說(shuō)明 以上兩例是根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn)（鏡面對(duì)稱性）作圖的，其中還運(yùn)用了將像點(diǎn)視為物點(diǎn)再成像的知識(shí)（此點(diǎn)為同學(xué)們不了解），但它的正確性可以通過(guò)一一作光路圖得到證明. 本文未采取一一作光路圖的辦法，是因?yàn)樵谕环鶊D上作那么多像的光路圖顯得雜亂，反而不易說(shuō)明，也不易看清楚. 同學(xué)們?nèi)粲信d趣，可取一一作光路圖的辦法嘗試一下.
歸納以上兩引例，可推出以下的一般性結(jié)論：
（1） 保證每一個(gè)像都清晰的條件是，兩平面鏡夾角θ與180°的比值為整數(shù)，即180°/θ°=整數(shù).
（2） 當(dāng)θ角滿足上述條件時(shí)，所成清晰像的個(gè)數(shù)為N=360°/θ°-1，且N個(gè)像同處在一圓周上.
例 若兩平面鏡互成45°，物體S經(jīng)兩平面鏡能成幾個(gè)像？
解 因?yàn)?80°/45°=4為整數(shù)，所以能成的像個(gè)數(shù)為N=360°/45°-1=7（個(gè)）.
三、 從凸鏡、凹鏡說(shuō)到“哈哈鏡”
我們知道，凸鏡對(duì)光有發(fā)散作用，它有虛焦點(diǎn)，有點(diǎn)類似凹透鏡，凸鏡有增大觀察范圍的作用，如汽車上的觀后鏡. 凹鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，它有實(shí)焦點(diǎn)，有點(diǎn)類似凸透鏡，汽車頭燈內(nèi)的“發(fā)射鏡”、太陽(yáng)灶、醫(yī)生檢查耳道時(shí)戴在頭上的反光鏡，都是利用了凹鏡的會(huì)聚作用. 事實(shí)上，凸鏡和凹鏡也都能成像. 如圖6所示，凸鏡所成的是正立、縮小的虛像，凹鏡所成的是正立、放大的虛像.
如果把一塊大的鏡面，部分做成平面、部分做成凹面、部分做成凸面，那就成了“哈哈鏡”了. 如圖7是一塊“哈哈鏡”，上面是平面，中間是凹面，下面是凸面. 你站到這樣的鏡前一瞧，熱鬧啦： 頭是正常的頭；軀干變得又長(zhǎng)又大（腰變粗了，肚子挺起來(lái)了……）；腿卻變瘦、變短了……各部分不成比例，整個(gè)兒是個(gè)丑八怪. 若是不懂事的小孩會(huì)嚇一跳；知道個(gè)中原理的人會(huì)哈哈大笑，“哈哈鏡”由此得名.
四、 汽車頭燈玻璃罩的奧秘
汽車頭燈和手電筒大同小異. 手電筒的燈罩是平玻璃，而汽車頭燈的玻璃罩是凸?fàn)畹模疑厦嬗袡M豎條紋式的棱，如圖8所示.
汽車頭燈在燈泡后面有一個(gè)凹鏡（反射鏡），燈泡的燈絲就處在該凹鏡的焦點(diǎn)上. 燈泡發(fā)出的光經(jīng)此凹鏡反射會(huì)聚成一束平行光射出，從照亮車前方路面這方面看，這是優(yōu)點(diǎn). 但是，駕駛員還必須顧及其它，如路邊的行人、路標(biāo)、岔路口等，還有前方路邊設(shè)置在較高處的各種標(biāo)志牌等. 這些也都需要有適當(dāng)?shù)墓庹詹拍芸辞? 汽車頭燈的燈罩做成圖8的形狀，就是為了照顧這些方面. 這個(gè)燈罩可看作是由一個(gè)透鏡和若干個(gè)棱鏡的組合體. 利用它們對(duì)光線的折射可以起到散光的作用，既能均勻柔和地照亮路面，又能分散一部分光照亮路邊景物及各種標(biāo)志牌，確保行車的安全.
五、 視覺(jué)暫留與電影
看電影時(shí)，我們看的是逼真的活靈活現(xiàn)的“活”畫面，而再去看看電影的膠片，卻是一個(gè)個(gè)“死”照片，“死”的照片映現(xiàn)到銀幕上怎么就“活”起來(lái)了呢？原來(lái)，電影技術(shù)是利用了人的視覺(jué)生理特點(diǎn)――視覺(jué)暫留. 當(dāng)景物從人的眼前消失后，視神經(jīng)對(duì)它的印象還會(huì)保留0. 1秒的時(shí)間. 在黑暗中，迅速地移動(dòng)一支燃著的煙頭，會(huì)看到一道亮線，就是由于視覺(jué)暫留.
拍電影時(shí)，攝像機(jī)每秒鐘拍24張照片，相鄰兩張照片的景物或動(dòng)作相差很小. 放映時(shí)，這些照片依次從鏡頭處通過(guò)，每秒鐘也通過(guò)24張，當(dāng)前一張給人的視覺(jué)印象還未消失后，后一張又跟上來(lái)了，因而會(huì)看到連貫的“活”的動(dòng)作.
每秒拍24張，每秒也放24張，因而從銀幕上看到的與實(shí)際上動(dòng)作的快慢是一致的，電影技術(shù)中還廣泛使用“慢鏡頭”和“快鏡頭”. 例如，一個(gè)跳水運(yùn)動(dòng)員，完成動(dòng)作的時(shí)間很短，為了看清楚她動(dòng)作的細(xì)節(jié)，可以采用慢鏡頭. 原理是： 如果拍攝時(shí)加快拍攝速度，每秒鐘拍得的照片多于24張而放映時(shí)仍每秒放24張，那么銀幕上的動(dòng)作就比實(shí)際動(dòng)作慢. 相反，如果拍攝時(shí)每秒鐘少于24張，而放映按正常速度，那么銀幕上的動(dòng)作就比實(shí)際動(dòng)作快，這就是“快鏡頭”.
六、 光的顏色和物體的顏色
1. 色光三原色和顏料三原色
可見(jiàn)的顏色有七種： 紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛（平常人稱“青”）、紫. （注： 這七種顏色的順序要記清楚）.
七種顏色的光（七色光）混合為白色光. 其實(shí)，把等量的紅、綠、藍(lán)三色光混合，就可以得到白光. 因此，我們把“紅、綠、藍(lán)”稱為三基色，也稱光的三原色.
七種顏色的顏料混合為黑顏色. 其實(shí)，把等量的紅、黃、藍(lán)三種顏料混合，就可以得到黑色. 因此我們把“紅、黃、藍(lán)”稱為顏料的三原色.
利用三原色光適當(dāng)配制可得到其他色光；利用三原色顏料適當(dāng)配制可得到其他顏色的顏料.
2. 物體的顏色與視覺(jué)
關(guān)于物體的顏色應(yīng)分為兩種情況，一種是非透明體，一種是透明體. 光射到非透明體上，一部分光被物體反射，一部分光被物體吸收；如果光射到透明體上，則一部分光透過(guò)，一部分光被吸收. 不同的物體，對(duì)不同色光的反射、吸收和透過(guò)的情況不同，因而呈現(xiàn)出不同的顏色.
為了說(shuō)清楚光所引起的人眼的視覺(jué)，讓我們來(lái)觀察以下三組實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn) 1 光的色散實(shí)驗(yàn)――自然光（如太陽(yáng)光，燃燒火焰的光）又稱白光. 白光是由七種顏色的可見(jiàn)光混合而成的，它可以利用三棱鏡的折射分開(kāi)，這一現(xiàn)象稱為光的色散，如圖9所示.
實(shí)驗(yàn) 2 如果在上述實(shí)驗(yàn)，即圖9的棱鏡和白屏之間插一塊無(wú)色玻璃（如教室的窗玻璃），則它并不影響白屏上七種色光的分布，無(wú)色透明體能夠讓各種色光透過(guò). 反過(guò)來(lái)說(shuō)，能夠讓各種色光透過(guò)的透明體是無(wú)色的. 若在棱鏡與白屏之間插一塊紅玻璃，則白屏上就只出現(xiàn)一條紅光帶（如圖10）；換句話說(shuō)，只讓紅光透過(guò)，而其它光被吸收的透明體是紅色的. 同樣，如在棱鏡與白屏之間插一塊藍(lán)玻璃，則白屏上就只出現(xiàn)一條藍(lán)光帶. 因此，透明體的顏色是由它透過(guò)的色光決定的.
實(shí)驗(yàn) 3 如果在圖9實(shí)驗(yàn)中的白屏上貼一張綠紙，如圖11所示. 則只能觀察到被綠光照射的地方是亮的（呈綠色），而其它地方是暗的. 這說(shuō)明綠色物體只能反射綠色光，而其它光被吸收. 反過(guò)來(lái)說(shuō)，若物體只反射綠色光，而把其它光吸收，則物體就呈現(xiàn)綠色. 結(jié)論是： 有色的不透明體反射與它顏色相同的光.
作圖題是中考光學(xué)部分的常見(jiàn)題，常規(guī)的反射、平面鏡成像以及透鏡作圖一般不容易失分，但非常規(guī)的作圖題很容易造成失分.
例題1（08南京） 如圖1所示，小明通過(guò)一平面鏡看到了桌子下面的小球．圖中畫出了入射光線和反射光線，但末標(biāo)出光的傳播方向．在圖中用箭頭標(biāo)出光的傳播方向，并根據(jù)光的反射定律畫出平面鏡．
解析小明通過(guò)一平面鏡看到了桌子下面的小球，是因?yàn)樾∏蚍瓷涞墓馔ㄟ^(guò)平面鏡的反射后進(jìn)入了人的眼睛，所以光線的傳播方向是由小球到平面鏡，再由平面鏡到人的眼睛.畫平面鏡需要借助法線，因?yàn)榉ň€是反射光線和入射光線之間夾角的平分線，所以我們先把此角的平分線畫出，然后再畫出該法線的垂線即是平面鏡的位置.解答此題的關(guān)鍵之處是利用了法線的兩種身份：“角平分線”、“垂線”.
例題2（08揚(yáng)州）如圖2所示，OO′為凸透鏡的主光軸，S′為點(diǎn)光源S經(jīng)凸透鏡成的像，SA為光源S發(fā)出的一條光線，請(qǐng)?jiān)趫D中適當(dāng)?shù)奈恢卯嫵鐾雇哥R，并完成光線SA通過(guò)凸透鏡的光路圖.
解析本題首先根據(jù)通過(guò)光心的光線傳播方向不變，那么SS′連線與OO′的交點(diǎn)就是透鏡的光心，這樣凸透鏡的位置就可以確定了；從S點(diǎn)發(fā)出的任意一條光線都要經(jīng)過(guò)它的像點(diǎn)，折射光線過(guò)S′點(diǎn)，該題的作圖就完成了.如圖.
二、 靈活應(yīng)用造成的失分.
從物理走向生活和應(yīng)用是中考試題設(shè)計(jì)的主要方向之一，在這部分試題中要求學(xué)生在理解知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠結(jié)合試題的具體情境，把知識(shí)活學(xué)活用.這樣的試題對(duì)能力要求要高一些，所以容易造成失分.
例題3（2010黃岡）檢修工人在查看線路密集的電路板時(shí)，為了看清線路的連接情況，常透過(guò)一個(gè)較大的透鏡進(jìn)行觀察，這個(gè)透鏡應(yīng)該是透鏡（填“凸”或“凹”），工人看到的是放大的 （填“實(shí)”或“虛”）像，電路板到透鏡的距離應(yīng) ；檢修時(shí)還用到了照明燈，這是為了照亮（填“透鏡”或“電路板”）．
解析本題本質(zhì)上是考查凸透鏡的性質(zhì)、成像規(guī)律等應(yīng)用，因?yàn)樵囶}情境很新，考生沒(méi)有接觸過(guò)，所以很容易犯錯(cuò)，尤其是第三空.答案依次為：凸；虛；小于一倍焦距電路板.
例題4（2010瀘州）被譽(yù)為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕因?yàn)樵凇肮庠诶w維中的傳輸用于光學(xué)通信”的成就而獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).光在玻璃纖維中的傳輸情況是光線每次由內(nèi)層玻璃芯射向外包層的分界面時(shí)，均要發(fā)生反射，而不折射，從而使光在不斷的反射中沿內(nèi)層玻璃芯向遠(yuǎn)處傳播，如上圖.請(qǐng)根據(jù)圖回答：當(dāng)增大入射光線AB的入射角時(shí)，CD光線的入射角（選填“增大”、“減小”或“不變”），D點(diǎn)將要向側(cè)移動(dòng)（選填“左”或“右”）.
解析每年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獎(jiǎng)項(xiàng)經(jīng)常會(huì)作為中考試題的背景資料，這類題由于題干較長(zhǎng)，對(duì)學(xué)生的理解能力較高而容易失分.答案為：增大；右.
三、 新穎的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題造成的失分.
中考物理實(shí)驗(yàn)試題設(shè)計(jì)為了體現(xiàn)公平性和良好的區(qū)分度，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的情境都比較新穎，造成丟分的主要題型都集中在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題上.
例題5（2010大同）下表列出的是在進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到的一些實(shí)際問(wèn)題，請(qǐng)你把解決問(wèn)題的方法填寫在表中對(duì)應(yīng)的空格里.
解析本題在當(dāng)年的中考中難度系數(shù)達(dá)到0.2，之所以造成大面積的丟分，主要是學(xué)生對(duì)這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)沒(méi)有切身的體驗(yàn)，平時(shí)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)遇到的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題缺乏深入思考，解決起來(lái)感覺(jué)無(wú)從下手.尤其是第一個(gè)解決方案，學(xué)生很難完成.
例題6（2010廣州試題）如圖小明站在地鐵站臺(tái)，他透過(guò)玻璃板制成的屏蔽門，可以看到車道另一側(cè)豎直墻壁上的廣告牌，及自己在玻璃屏蔽門后面的虛像．小明根據(jù)該現(xiàn)象設(shè)計(jì)了在站臺(tái)上粗測(cè)玻璃屏蔽門到車道另一側(cè)廣告牌之間距離d的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)步驟如下，請(qǐng)完成相關(guān)內(nèi)容．
（1） 小明相對(duì)于玻璃屏蔽門前后移動(dòng)直到觀察到 ；（2）記錄 ；（3）量出的距離．除記錄工具外，小明要完成上述實(shí)驗(yàn)必需使用的儀器是.步驟（3）中量得的距離就是玻璃屏蔽門到廣告牌之間的距離d，物理依據(jù)是．
解析本題也是一道很好的能力設(shè)計(jì)題，考查的知識(shí)點(diǎn)是初中物理光學(xué)中的主要知識(shí)點(diǎn)：平面鏡成像的特點(diǎn)，但情境非常新穎靈活.答案依次為：（1）自己的像落在廣告牌上時(shí)；（2）自己的站位；（3）自己的站位到玻璃屏蔽門；刻度尺；像到鏡面的距離等于物到鏡面的距離.
