朱傳華（成都高新區第一中分校，四川成都）
“探究平面鏡成像時像與物的關系”實驗是《義務教育數學課程標準（2011年版）》附錄1中列舉的20個中學生必做的實驗之一，目前教材中比較通行的實驗設計是用單面鍍膜的玻璃取代平面鏡，借助鍍膜玻璃既能成像又能透過玻璃看到前面物體的特性，用等效取代法來確定像的位置，探究平面鏡成像時像與物的關系．
但筆者在實驗中按照實驗記錄剖析數據時一直未能得出
“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的推論．以筆者使用的3mm厚的鍍膜玻璃為例，在實驗上將鍍膜面朝實驗者自己（這樣能減少操作偏差［1］），像距仍然比物距大1－1.5mm左右．剖析偏差形成的緣由，主要是由于確定物體A所成像的位置A′的方式為等效取代法，讓鍍膜玻璃前面與A形狀大小相同的B看上去與A′重合，正式B的位置當作A′的位置，但實驗者在A兩側聽到的B并不是物體B本身，而是B經過玻璃折射后所成的像B′，實驗者以為B與A′重合，雖然是B′與A′重合，如圖1，檢測的像距BO比實際像距A′O要大．［1］這樣的系統偏差未能防止，自然不能得出“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的推論．按照教材知識的安排次序探究平面鏡成像的實驗報告，光的折射在平面鏡成像以后，所以在實驗中未能與中學生剖析這一系統偏差，只能讓中學生在偏差容許的范圍內得出“像到平面鏡的距離與物體到平面鏡的距離相等”的推論．
為去除這一系統偏差，筆者借鑒原方案中用等效取代法來確定像的位置的設計思路重新設計了一種實驗方案，所不同的是改為在鏡面板上開孔，透過鏡面板上的孔槽直接看鏡面后的B，使B看上去與物體A經平面鏡所成的像A′重合，這樣解決了B經玻璃折射后成像，看上去的位置B′與實際位置不重合的問題．具體方案如下．
1實驗器材
（1）將成像的平面鏡由教材中的鍍膜玻璃換成訂制的中間開槽的亞克力鏡面板，具體規格如圖2，陰影部份為開槽部份；
（2）其余器材借用實驗室原實驗器材“J2530平面鏡成像實驗器”．
2實驗過程
（1）將一張白紙平置于水平桌面上，利用實驗室原實驗器材“J2530平面鏡成像實驗器”中兩個帶卡槽的棋子將中間開槽的亞克力鏡面板豎直置于白紙上，并注意將鍍鎳層反射面朝實驗者兩側．
（2）在鏡面板前方放一個棋子A，通過開槽的鏡面板，見到棋子部分成像在鏡面板后，如圖3．
（3）在鏡面板后放一個與A相同的棋子B，聯通棋子B，使透過開槽部份見到的棋子B與A在鏡面中所成的像重合探究平面鏡成像的實驗報告，此時棋子B的位置就是棋子A所成像的位置，如圖4．
（4）在白紙上用鋼筆畫出鏡面板反射面的位置和棋子A和B的位置，用刻度尺分別測出A、B到鏡面的距離，其他操作與原實驗設計相同．
3實驗方案評價
（1）通過鏡面板上開槽看鏡面前面的棋子B，清除了原實驗方案中透過玻璃看棋子B時由于光的折射現象使測出的像距偏大這一系統偏差．
（2）亞克力鏡面板有雙面鏡和背膠鏡等幾種，背膠鏡只有一面才能成像，且鍍鎳層在反面，因此會如原先用鍍膜玻璃實驗時沒有將鍍膜一面朝實驗者一樣形成偏差．所以經比較后筆者選擇雙面鏡，雙面鏡是一面鍍鎳兩面都是鏡面，因此其鍍鎳層就在鏡面板表面，實驗時將鍍鎳層兩側朝實驗者，能減少玻璃長度帶來的操作偏差．
（3）實驗中訂制的開槽亞克力鏡面板如長度較薄，在加工過程中可能有些變型，對成像療效形成影響，故筆者在多次實驗嘗試比較后確定3mm以上長度可以較好的達到實驗要求．
（4）通過鏡面板的孔槽看前面的棋子B與棋子A在鏡面中所成的像重合在操作上有一定難度，可能會帶來一定的操作偏差．
參考文獻：1吳敏芳．“平面鏡成像的特性”實驗偏差剖析［J］．化學班主任，2016（9）．
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