原创时间:2000-04-02 11:35

平面镜成像的3大错觉 你有吗? 有时候你也会被眼睛欺骗!

沃德科学仪器 04-02 11:35

平面镜成像现象在生活中比较常见,而每个人都有丰富的感性认识,你没有这样的错觉:通过平面镜所成的像,位置在镜子里面;离平面镜越远,所成的像越小;水中的倒影与平面镜成的像是正立的相矛盾?

所以这些错觉,你有没有想过通过实验的手段来进行验证?是自己错了还是我们初中物理学习的平面镜成像规律错了呢?

1、物体通过平面镜所成的像,位置在镜子里面?

之所以会有这样的认知,主要是:生活中,我们通常会说“镜子里的你”、“水中月镜中花”⋯⋯;我们的教材中也出现“镜中的像”、“镜子里的像”等说法。这就造成学生潜意识认定“物体通过平面镜所成的像是在镜子里面”,而不是在镜子后面的某个位置。

平面镜成像的3大错觉 你有吗? 有时候你也会被眼睛欺骗! 第1张

那么如何解决这个问题呢?建议采用实验+推理的方法:

  1. 将一个物体(如蜡烛)放在普通平面镜(背面有镀层,尽量薄些)前某个位置,让学生观察并描述出像的位置,暂时不对学生的观察结果做出评价。
  2. 再换用特殊平面镜重新实验,保持镜子位置不变,问学生是否还能观察到物体的像,在得到肯定答案后,使物体逐渐远离镜面,让学生观察到像也逐渐远离镜面。
  3. 推理分析:如果像的位置是在镜子里面,那么镜子位置不变,物体远离镜面时,像的位置也应该不变,但是实际观察到的现象是像随着物体位置的改变而改变,所以像的位置应该在平面镜后面的某个位置。

离平面镜越远,所成的像越小?

学生认为“物体离平面镜越远,所成的像越小”,主要来自生活经验:在照镜子时,镜子距离自己较远,看到镜中的自己较小;将镜子移近自己,感觉镜子里的自己大了一些。

平面镜成像的3大错觉 你有吗? 有时候你也会被眼睛欺骗! 第2张

解决这个问题较为简单,只要采用作图与实例结合分析的方法即可:

  1. 物体的大小都是绝对值,但人眼看到的都是相对值,相对于自己的距离来衡量的。人眼对于某物体的大小的感觉实际是人眼视角大小的表现,视角越小,说明人眼看到的比例就越小。
  2. 视角的大小不但与物体实际的大小有关,还与距离物体的远近有关:①人眼距离物体远近相同时,物体越大,视角越大;  ②物体大小一定时,物体越近,视角越大。
  3. 通过实验得到的结论“平面镜所成的像与物体大小相同”,指的是像与物体的大小关系,是通过像与物体的大小比较得出的,实验中用同一个物体A放在距离平面镜远近不同的位置,用另一个完全相同的物体B总是能在相应的不同位置使它与A的像完全重合,说明平面镜所成像的大小与距离远近无关。

水中的倒影与平面镜成的像是正立的相矛盾?

我们平时照镜子,看到的是正立的像;实验探究得到的结果也是“平面镜成的是正立的像”,而生活中我们看到岸边的房子、树木在水中是“倒影”,这就形成了矛盾,可以采用实验+分析的方法:

平面镜成像的3大错觉 你有吗? 有时候你也会被眼睛欺骗! 第3张

  1. 先采用常规实验方法:将两个相同的物体(如铅笔)、平面镜都竖直放置在桌子上,也就是说,三者(两个物体、平面镜)是平行的。通过实验确认“平面镜成的是正立的像”。
  2. 将物体、平面镜旋转90°,即将平面镜水平放置在桌子上,手持物体平置于平面镜上方某一位置,从上方观察,发现相对于镜面,像与物依然是相对正立的。然后逐渐将物体的顶端抬高,直至物体垂直于镜面,发现被抬高的顶端的像逐渐远离镜面,最终看到顶端的像与顶端依然相对于镜面是正立的。

初中学生好奇心强,喜欢动手,对探究有浓厚的兴趣,进行平面镜成像的实验探究,建构新概念模型,形成新的科学概念,将科学探究与知识建构较好地统一起来,促进学生头脑中的前概念发生转变,使学生在发展科学探究能力的同时更好地学习物理。

最近更新时间:2022-4-25 16:32
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