平面镜成像的实验是使学生认识平面镜成像特点的关键。如图2那样,在桌面上竖直放置一块薄玻璃板,把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现了蜡烛的像。另外拿一只相同的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,后一支蜡烛的位置就是前一支蜡烛的像的位置。观察比较蜡烛和它所成像的大小;改变点燃的蜡烛的位置,重做上面的实验,量出每次实验中两支蜡烛到玻璃板的距离,并比较它们的大小。
通过上面实验很容易总结出教材中像和物体到镜面的距离相等和像与物体大小相等的结论,并且还可以让学生把手放在像的火焰上感受像是虚像。
这个实验的设计有三个巧妙之处,体现出了等效转换的物理思想。
①用玻璃板替代平面镜,玻璃板既可以当平面镜用于成像,又可以让光线透过看到镜后的物体,使实验能够找出像到平面镜的距离,并能比较像的大小。
②把点燃的蜡烛在镜后成的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛,这样就能真实的比较像与物的大小和到镜面的距离。
③蜡烛的像转换成了与它完全重合的另一只蜡烛,以实物代虚像,用手放到镜后像的火焰上,感受像是虚像。
等效转换方法,就是当我们沿着原来的思路不能或者不易解决问题时,等效的转换一个角度进行思考,就可以解决或者比较简单地解决问题,利用等效转换方法最基本的一个原则是必须保持效果相同。
为什么用薄玻璃板?
用厚玻璃做这个实验,可能会看到两个不重合的蜡烛的像。当蜡烛火焰射出的光经玻璃板镜面反射而生成蜡烛的像。对厚玻璃,其前、后两表面分别为两个相距一定距离(玻璃板厚度)的平面镜,看到两个不重合的蜡烛的像就是由厚玻璃板前、后两个镜面所成的蜡烛的像。