25實(shí)踐與應(yīng)用2013年第12期(總第172期)2013年6月創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)中學(xué)物理平面鏡成像實(shí)驗(yàn)改進(jìn)闡述陳士元收稿時(shí)間：2012-12-13作者簡(jiǎn)介：陳士元，碩士，中教中級(jí)。作者單位：山東省濟(jì)南市溧水區(qū)第三中學(xué)。平面鏡成像實(shí)驗(yàn)是小學(xué)數(shù)學(xué)的精典實(shí)驗(yàn)之一，教育部出臺(tái)的《初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2012年版)》將其納入20個(gè)中學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，因?yàn)楝F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材的局限性平面鏡成像實(shí)驗(yàn)筆記，該實(shí)驗(yàn)操作中會(huì)存在一定的偏差，筆者嘗試對(duì)該實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)有器材進(jìn)行改進(jìn)。一、現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)偏差的剖析平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中使用的主要器材—平面鏡是由平板玻璃制成的。平板玻璃本身存在一定的長(zhǎng)度，而反射面在玻璃板的表面，實(shí)驗(yàn)操作中檢測(cè)出的物距與像距數(shù)據(jù)不相等，而平面鏡成像特性之一，即像到平面鏡的距離等于物到平面鏡的距離。若果在實(shí)驗(yàn)操作中耳朵正對(duì)像的位置，數(shù)據(jù)的差就是玻璃板的長(zhǎng)度。2012年上海市化學(xué)教研室在溧水某小學(xué)開(kāi)辦省級(jí)公開(kāi)課《平面鏡成像》，教研員許志老師說(shuō)課時(shí)說(shuō)，四川省教研室組織省內(nèi)部份小學(xué)數(shù)學(xué)班主任進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作技能大賽，其中就有平面鏡成像實(shí)驗(yàn)，操作結(jié)束后有關(guān)專(zhuān)家點(diǎn)評(píng)，因?yàn)椴ＡО彘L(zhǎng)度會(huì)造成偏差，所以平面鏡成像實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中物距和像距的數(shù)據(jù)不應(yīng)當(dāng)相同。
2012年《物理通報(bào)》第2期發(fā)表了自貢師范高等本科中學(xué)數(shù)學(xué)系吳德蘭和秦萌的論文《平面鏡成像實(shí)驗(yàn)的像距系統(tǒng)偏差剖析》，她們覺(jué)得減少系統(tǒng)偏差的方式有：(1)盡量選擇薄的玻璃板；(2)盡量選擇折射率小的玻璃板；(3)耳朵的位置盡量正對(duì)像的位置。二、對(duì)該實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的一點(diǎn)構(gòu)想筆者的構(gòu)想是，將反射面設(shè)置在玻璃板的中間。實(shí)驗(yàn)操作中，檢測(cè)物距與像距時(shí)從玻璃板外側(cè)的表面出發(fā)，測(cè)出的像距和物距數(shù)據(jù)就一樣了。其實(shí)這時(shí)的物距與像距不是從反射面算起，而是玻璃板外側(cè)的表面，偏差一直存在。三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)器材的具體方式現(xiàn)有的器材有一層白色的鍍層，這就是反射光的鍍層。這鍍層的特征是既反射光又透光，類(lèi)似于夏季戴的太陽(yáng)鏡框。通過(guò)查找資料獲知：鍍膜玻璃可分為陽(yáng)光控制鍍膜玻璃和低幅射鍍膜玻璃。(1)陽(yáng)光控制鍍膜玻璃平面鏡成像實(shí)驗(yàn)筆記，是對(duì)太陽(yáng)光具有一定控制作用的鍍膜玻璃。這些玻璃具有良好的隔熱性能，鍍膜層具有雙向透視性，故又稱(chēng)為相機(jī)玻璃。(2)低幅射鍍膜玻璃，是一種對(duì)遠(yuǎn)紅外線(xiàn)有較高反射比的鍍膜玻璃。這些玻璃對(duì)于太陽(yáng)可見(jiàn)光和近紅外光有較高的透過(guò)率。假如用玻璃板來(lái)制做鍍膜玻璃，因?yàn)椴Ａ?qiáng)度較高，加工上去有一定的難度，有沒(méi)有現(xiàn)成的材料？筆者想到了實(shí)驗(yàn)室用的櫥窗卡，商品名子叫桌牌(如圖1所示)，是有機(jī)玻璃材質(zhì)，強(qiáng)度較低，加工上去也便捷，它做櫥窗卡時(shí)也是二層有機(jī)玻璃板夾一張彩紙，還有個(gè)托架，將基座鋸開(kāi)一分為二剛好做支架(如圖2所示)。
怎么做得具有鍍膜玻璃一樣的療效呢？筆者想到了裝修材料中的玻璃貼膜，迎光的一面具有穿衣鏡特點(diǎn)，反面則可以透視(如圖3所示)，可用它貼玻璃膜。圖1圖2圖3玻璃膜主要有以下幾種類(lèi)型：(1)高透型，保持了最高的透光率，又能最大可能地吸收太陽(yáng)能；(2)熱反射型，具有良好的遮光性能和隔熱性能；(3)雙向透視型，具有最高反射太陽(yáng)幅射熱和可見(jiàn)光的性能，迎光的一面具有穿衣鏡特點(diǎn)，反面則可以透視；(4)中高透視型，既保持了較高的透光性，又阻隔了一定的太陽(yáng)熱能。筆者選擇的玻璃膜是雙向透視型，這樣會(huì)給實(shí)驗(yàn)操作帶來(lái)便捷。平面鏡成像實(shí)驗(yàn)就是要求既具有穿衣鏡特點(diǎn)就能成像，又能透光便捷觀察。玻璃膜的粘貼須要一定的技術(shù)，加工前要用練習(xí)膜