探究实验 :探究平面镜成像的特点
实验器材:
平面镜成像实验器或光学实验套装
提出问题:
平面镜成像时,像的大小、位置跟物体的大小、位置有什么关系?
提出猜想:
(1)平面镜所成的像的大小可能与物的大小相等。
(2)像到平面镜的距离与物到平面镜的距离可能相等。
设计实验:
(1)怎样比较像与物的大小?
(2)怎样测定像的位置?
(3)怎样判定是虚像还是实像?
(4)怎样才能使实验结论更可靠?
实验方法:
①用玻璃板代替平面镜,既能成像,又能便于透过玻璃板找到像的位置。(等效替代法)
②用未点燃的相同大小的蜡烛替代点燃蜡烛的像,可以比较物体和像的大小。(等效替代法)
③多次测量,避免偶然性,使结论具有普遍性。
实验步骤:
①在一张纸的中间画一条线,线上竖立一块玻璃板,在玻璃板前放一支点燃的蜡烛,移动玻璃板后的那支相同的未点燃的蜡烛,直到看上去好像被点燃一样,此时玻璃板后蜡烛位置就是像的位置,记下两支蜡烛的位置。
②移去镜后的蜡烛,在此位置放张白纸,观察白纸上是否有像?
③移开玻璃板,用刻度尺画直线把两支蜡烛的位置连接起来,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,观察它们是否与镜面垂直。把测量结果填在表格中。
④改变点燃的蜡烛位置,重做几次实验,多次测量。
实验数据:
次数 | 蜡烛到面镜的离∕cm | 像到平面镜距离∕cm | 像与蜡烛大小关系 |
1 | 6.0 | 6.0 | 大小相等 |
2 | 9.5 | 9.5 | 大小相等 |
3 | 11.6 | 11.6 | 大小相等 |
分析论证:
(1)未点燃的蜡烛和像完全重合,说明像和物体大小相等。
(2)通过实验观察到像与物的连线和镜面垂直,通过刻度尺的测量发现像和物体到平面镜的距离相等。
(3)玻璃板后的光屏上看不到像,说明是虚像。
实验结论:
(1)平面镜所成的像与物体之间的关系:
①平面镜所成的像的大小与物体的大小相等;
②像和物体的连线与镜面垂直;
③像和物体到平面镜的距离相等。
即:平面镜所成的像与物体关于镜面对称。
(2)平面镜所成像的性质是:正立的、等大的、虚像。
实验反思:
(1)为便于观察,该实验**在较黑暗环境中进行。
(2)实验中玻璃板放置要竖直放置;否则,玻璃板后面的蜡烛与前面蜡烛的像不能重合。
(3)为防止玻璃板前后两个面各自反射成像,应选用薄的玻璃板。