平面镜成像实验课教案
今天小编为大家精心挑选了关于教案是教学设计的文字表达形式,直接体现着教师教学设计的能力。教学设计教案是教师落实教育思想、实施教学内容、完成教学计划的总体方案。以下是小编精心整理的《平面镜成像实验课教案》，供需要的小伙伴们查阅，希望能够帮助到大家。
第一篇：平面镜成像实验课教案
科学探究 平面镜成像(教案)
科学探究 平面镜成像
教学目标： 1、知识与技能
(1)
了解平面镜成像的特点。
(2)
了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。 (3)
理解日常生活中平面镜成像的现象。 2、过程与方法
(1)经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。
(2)观察实验现象，感知虚像的含意。 3、情感、态度、价值观
(1)在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐，获得“发现”成功的喜悦。
(2)
通过实验，培养实事求是的科学态度和团队合作精神; (3)通过对平面镜应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响。
课 型：科学探究，新授课
教学重点：本节的重点是平面镜成像特点的实验探究活动，它是本节教学活动开展的中心;
教学仪器：每个实验小组同样大小(长短、粗细)的蜡烛2支、小蜡烛和大蜡烛各一支、平面镜一面、平板玻璃一块、火柴、支架、刻度尺、电脑等多媒体设备。
一、
引入新课：
请同学们欣赏一段很有创意的视频，你知道它有什么样的效果?我们身边有没有这样的器材可以模拟出这样的效果来呢? 学生：镜子。
通过这节课的学习我们也能用镜子制造出神奇的效果来。我们每天都会照镜子，它的面是平的，我们把它叫做平面镜。除了生活中常用的镜子以外，在以前人民利用光滑的金属当做平面镜、在自然界中也有平面镜(平静的水面)。现在让我们面对手中的平面镜，我们能够看到什么?生答：自己的像。
二、
进行新课 (-)平面镜成像特点：
1、提出问题：同学们，面对平面镜你想知道什么呢?(学生猜想„„) (1)平面镜成像有什么特点?
(2)平面镜为什么要成像?原理是什么? (3)平面镜有什么用途?„„
2、进行猜想：
好，对平面镜同学们许多感性的认识，那你们猜一猜平面镜成像有哪些特点呢?(教师不做任何暗示，让学生充分发挥想像)。
可能有下列猜想：(允许有不正确的猜想)
(1)像与物等大;
(2)像与物到平面镜的距离相等; (3)像与物的连线与镜面垂直;
2 非常好!这节课我们重点探究：平面镜中成像时，像的大小、形状、及位置与物体的大小、形状及位置有什么关系?平面镜所成像能否呈现在光屏上? 2、设计实验：
如何来探究像与物体的大小是否相等呢?(明确探究目的)。老师给学生思考空间，学生思考分析、讨论、归纳。
我们采用什么方法来验证像与物体是否大小相等呢?学生自由回答。比较像与物体的大小(明确探究方法)。找一个跟镜前物体完全相同的物体与像比较。通过经验我们知道平面镜所成的像在镜子的另一侧;怎样才能把“替代物”放到平面镜背面的像的位置上呢?引导学生探究用平板玻璃代替平明镜(实验方法：替代法) 3、进行实验与收集证据：
同学们2人为一小组，用桌子上的器材做实验探究。
学生完成实验。教师观察发现问题，及时指导。学生主动积极探索实验，并采集实验数据，完成探究报告单。 4、分析和论证：
学生分析有关数据，讨论观察的实验现象，归纳结论。(课件显示)师小结：(小结) 5、评估与交流：
实验操作中有什么不足之处?测量的结果是不是可靠?各组的探究结果是否相同?
(二)、平面镜成像原理：光的反射
3 平面镜成的像不能在光屏上呈现，物理学把这种像叫虚像，而把能在光屏上呈现的像叫实像。(课件显示：能在光屏上呈现的像叫实像。不能在光屏上呈现的像就是虚像。)
(课件显示)通过作图来认识平面镜成虚像的含意，知道是光的反射形成的，巩固光的反射规律知识。 (三)、平面镜的应用：
(1)成像
(2)改变光路---潜望镜
(3)“镜”的典故对学生进行思想教育。例如：“明镜高悬既是为官者对自己的一种警示，也是老百姓对权者的一种期待”、 “以铜为镜，可以正衣冠;以史为镜，可以知兴替;以人为镜，可以知得失”。
三、课堂小结(课件显示)
四、反馈练习(课件显示)
五、课外实践
制作万花筒或潜望镜。
板书设计：
科学探究 平面镜成像
(一)
平面镜成像的特点： 1、
像与物体的大小相等;(等大) 2、
像与物体到镜面的距离相等;(等距) 3、
像与物体的连线与镜面垂直。(对称)
(二)
平面镜成像原理：光的反射(虚像)
(三)平面镜的应用：成像、改变光路
第二篇：((人教版))[[初二物理教案]]八年级物理第三章第三节《平面镜成像》教学设计
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《平面镜成像》教学设计
单位：汉沽区第八中学 姓名：李 辉
资料有大小学习网收集 资料有大小学习网收集 《平面镜成像》教学设计
一、教学目标：
(一)知识与技能
1、了解平面镜成像的特点。
2、了解平面镜成虚像，了解虚像是怎样形成的。
3、理解日常生活中平面镜成像的现象。
(二)过程与方法：
1、经历“平面镜成像特点”的探究，学习对实验过程中信息的记录。
2、观察实验现象，感知虚像的含义。
(三)情感态度与价值观：
1、在探究“平面镜成像特点”中领略物理现象的美妙与和谐， 获得“发现”成功的喜悦。
2、培养实事求是的科学态度。
(四)教学重点：平面镜成像的特点;实验探究的方法与合作学习。
(五)教学难点：平面镜成像的原理;虚像是怎样形成的。
二、教法：实验探究法;提问法;谈话引导法
学法：观察法;小组讨论法;交流法;实验法;实验分析法
三、教学准备：
学生分组器材：一块平面镜，一块玻璃板，两个带有缺口的磁带盒作为支架，一张8K白纸，一盒火柴，若干支高度不同的蜡烛(有两根等高)，刻度尺，笔， 两个空心塑料纸筒。
教师演示器材：火柴，蜡烛，平面镜，教学课件。
四、教学过程： 导入新课：
播放影片《红楼梦》中关于刘姥姥在宝玉房间照镜子的趣事片断。 教师：刘姥姥把谁看成了她的亲家母? 学生：她自己。 教师：哪的自己?学生：镜中的。
教师：物理学中把刘姥姥照的那面表面是平的镜子称为平面镜;镜子外面的她称为“物”;镜子里面的她称为“像”。今天我们共同学习“平面镜成像”。教师板书课题。(本环节学生怀着好奇心观看影像，感受“刘姥姥”第一次照镜子时颇有趣味性的表现，激发学生的学习兴趣;同时避免了解释“像”是什么的困难，又对什么资料有大小学习网收集 资料有大小学习网收集 是“像”有了形象、直观的认识)。
进行新课：
【探究平面镜成像的特点：】
(一)观察：
学生活动：学生照镜子，观察自己在靠近或远离平面镜时，像的大小、位置有没有发生变化，发生了怎样的变化?(为学生猜想平面镜成像的特点提供形象、直观的感性认识。)
(二)提出问题：
由教师提出本节课的探究课题：平面镜成像时，像的大小、位置跟物体的大小、位置有什么关系呢?平面镜成像有什么特点呢?(出示课件)
(三)猜想与假设：
教师：通过刚才的观察，同学们猜想一下平面镜成像可能有什么特点?(教师不做任何暗示，让学生充分想象)本环节学生可能提出很多猜想(允许有不正确猜想)，但由于课堂时间有限，本节重点用实验验证学生提出的以下猜想：
1、像与物到镜面的距离相等;
2、像是“近大远小”的;像与物体大小相同。(出示课件)并告诉学生，随着学习的深入将会逐步验证、学习同学们提出的其他猜想。然后介绍实验器材及使用方法。
(四)设计实验;进行实验(验证猜想1：像与物到镜面的距离是否相等)
1、设计实验：(在课前预习的基础上)教师组织学生分组讨论、设计验证猜想1的实验方案，并进行小组间的方案交流，小组之间互相补充，教师针对交流中暴露出的问题加以修正，并梳理学生的设计，筛选出最合理的探究方案。这样有利于学生更好地掌握实验方法，并从中初步学会如何设计实验方案。在学生小组交流的过程中主要解决以下问题：
(1)如何确定像的位置?把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支未点燃的蜡烛放在成像的位置，直到看上去与像完全重合，这个位置就是像的位置。
(2)怎样判断后面的蜡烛与像已经完全重合?在玻璃板的前面左右移动头部，直到从不同位置看起来后面的蜡烛和像完全重合为止。(如果学生课前做好预习，这些问题学生能自己找到答案，并能设计出验证猜想1的实验方案)
(3)实验时，为什么要用玻璃板而不用平面镜?(这个问题提出后，多数学生茫然，他们急切地想知道答案)解决方法：教师指导学生亲自动手实验，分别去确定平面镜和玻璃板中像的位置。实验过程中学生会发现，看不到平面镜后面的蜡烛，无法知道它是否与像完全重合，所以不用平面镜。而使用玻璃板成像时，可以资料有大小学习网收集 资料有大小学习网收集 看到后面的蜡烛是否与像完全重合，所以使用玻璃板。通过此实验可潜移默化地向学生渗透“替代法”。
(4)引导学生知道：一次实验有偶然性，不足以说明问题，至少要将蜡烛的位置改变一次，再重做一遍实验。这样要求的目的，是为了培养学生的科学态度，以免由于为了节省时间而忽略必要的实验环节，使学生形成以偏盖全的片面的思维方法。(出示课件：展示疏理后的设计方案)
2、进行实验，收集证据：
(1)实验前教师强调实验要领：玻璃板一定要竖直;后面的蜡烛与像完全重合;别忘记录物、像和玻璃板的位置及实验数据;实验时要注意玻璃板轻拿轻放，不要让蜡油烫到手，实验完毕要及时熄灭蜡烛。
(2)学生实验时，教师巡视观察，提供帮助，找到学生实验小组中有代表性的操作，收集实验过程中的问题，为交流和评估环节做准备。
(3)利用实物投影展示各学生小组的实验记录和数据，各小组派代表分析数据得出结论即：像与物到镜面的距离相等。
(4)教师引导学生观察物像连线与玻璃板所在直线，这两条相交的直线有什么位置关系?学生很容易发现平面镜成像的又一特点：物、像的连线跟镜面垂直。
(五)设计实验;进行实验(验证猜想2：像是“近大远小”的;还是像与物体大小相同)。
1、设计实验：学生利用高度不同的蜡烛分组讨论、设计验证猜想2的实验方案，并进行小组间的方案交流。
学生方案1：把点燃的蜡烛放在离玻璃板远近不同的位置，观察像的大小(此方案教师要给予否定，利用人眼对同一架飞机在高空和跟前的不同视觉感受，说明仅凭眼睛观察来判断像与物的大小关系并不可靠)。
学生方案2：把一根中等高度的蜡烛放在离玻璃板较近的位置，拿另一根较高的蜡烛移到成像的位置处，观察它们能否完全重合，从而验证“近大”是否正确;同理去验证“远小”是否正确。
学生方案3：取两支完全相同的蜡烛，点燃其中一支放在离玻璃板远近不同的位置，拿另一支移到成像的位置，比较像与后面蜡烛的大小关系。„„(出示课件：展示疏理后的设计方案)
2、进行实验，收集证据：
各小组采用不同的方案进行实验，并派学生代表表述观察到的实验现象从而得出“像和物的大小相同，与物体到镜面的距离无关”的结论。
资料有大小学习网收集 资料有大小学习网收集 【平面镜成像原理】
学生知道：看到燃烧的烛焰是烛焰发出的光进入人眼，引起的视觉;也会有学生误认为：看到烛焰在镜中的像，也一定是像发出的光进入人眼引起的视觉。为纠正学生的这种错误认识，帮助学生建立“虚像”的概念，设计以下学生活动：
1、学生把一支点燃的蜡烛放在玻璃板的前面，再拿另一支相同的蜡烛与像完全重合，确定像的位置。
2、用一个空心塑料纸筒，把像罩在“里面”，学生会发现在玻璃板前面还能看到烛焰的像，说明人眼看到像时，进入人眼的光不是由像发出的。
3、再用另一个空心塑料纸筒，把点燃的蜡烛罩在里面，此时看不到烛焰的像，说明人眼看到像时，引起视觉的光与烛焰发出的光有关。
教师：烛焰发出的光，经过怎样的路径进入人眼，让我们看到像的呢?教师利用多媒体课件解释平面镜成像原理：
烛焰上S点发出的光经平面镜反射后，反射光线进入人的眼睛。人眼感觉这些反射光线好像是从镜后的S’点发出的，人眼逆着反射光线看过去就看到了点S’，S’就是S在平面镜中的像。实际上镜后并不存在光源S’，进入人眼的光也不是由像点S’发出。像点S’是由反射光线的反向延长线相交而成的，它不是实际光线会聚成的，我们把这样的像称为虚像。平面镜成像的原理是光的反射。
课堂小结：
教师引导学生说说通过本节课的学习在知识和学习方法上都有哪些收获?在实验探究过程中有哪些经验教训需要总结?
布置作业：
1、预习科学世界“凸面镜和凹面镜”。
2、比较小孔成像与平面镜所成的像有什么不同。
3、搜集平面镜在生活和其他方面的实际应用，为下节课的交流做准备。 板书设计： 第三节： 平面镜成像
平面镜成像的特点： 平面镜成像原理：
1、像和物到镜面的距离相等。 光的反射
2、像、物的连线跟镜面垂直。
3、像和物的大小相同。
4、虚像。
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五、课后反思：上完课后，静心回顾本节课的设计思路和得与失。这节课我设计的基本思路是：引导学生经历“平面镜成像特点”的探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，领略物理学习的特点和魅力。本课的重点是：在“探究”和“设计”的过程上：“如何探究像与物到镜面的距离是否相等”(实验目的1)→如何确定像的位置→怎样才能同时观察到像与替身蜡烛→把平面镜改为玻璃板;“如何探究像与物是否等大”(实验目的2)→怎样比较虚像与物的大小→找一个跟物体完全相同的替代物与像比较大小(以上是实验的基本思想方法)。本课的难点是：感知虚像的含义，其解决方法：利用空心塑料纸筒把像罩在“里面”，发现还能看到像，像不能被罩住，该实验使学生对“虚像” 有了形象、直观的认识，降低了教学难度。在教学过程中教师引导学生“在玩中学”，通过探究学习，有意识、有目的、有针对性地训练和提高学生思维的灵活性和技巧性，开拓学生思路，对学生思维的灵活性、深刻性和方向性进行训练，培养其发散思维能力。
本节课也存在不足之处：
1、在学生猜想平面镜成像特点的过程中教师应简要的进行板书。
2、增加“虚像不能承接在硬纸板上”的实验，加深学生对虚像的认识，为学好凸透镜成像打好基础，为理解“实像”和“虚像”的区别提供帮助。
3、小结环节不必总结出探究学习的步骤，不要用条条框框来禁锢学生的思维，应在教学过程中潜移默化地使学生学会科学探究的方法，发展初步的科学探究能力即可。
4、这节课用时过长，也没有进行针对性的练习。
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第三篇：教学案1.doc平面镜成像
教学案例《科学探究：平面镜成像》
所属课程：教科版 所属专业：物理 授课时数：1课时 设计人：周淑华
工作单位：迁安市杨店子镇初级中学
联系电话：13001410934
《科学探究：平面镜成像》
一、内容及其分析
本节课要学的内容平面镜成像指的是平面镜成像的特点、平面镜成像的原因、虚像等，其核心是平面镜成像的特点。学生已经学过光的反射，本节课的内容，就是在此基础上的发展起来的。本节课需要学生经历探究的全过程，第一次全面了解科学探究的各个要素，所以在本学科有重要的地位，由于它还与后面的几节内容有关系，并有承上启下的作用，是本学科的核心内容。教学的重点是平面镜成像的特点，解决重点的关键是通过实验来探究平面镜成像的特点。
二、目标及其解析
1、教学目标：
(1)了解平面镜成像的特点。 (2)了解平面镜成虚像的成因。 (3)了解平面镜成像在生活中的应用。
2、目标解析：
探究平面镜成像的特点，就是指让学生从生活中提出问题开始，经历“猜想”、“设计和进行实验”、“分析论证”、“评估”、“交流与合作”等环节，其中教师做好引导，学生完成探究全过程，最后得出平面镜所成的像有什么特点;了解平面镜虚像的形成，就是利用光的反射定律，作出一个平面镜成像的图，让学生了解平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚而成，不可以用光屏承接;通过对平面镜的物与像的对称性的讨论，领略平面镜成像中的简洁对称之美。通过对平面镜应用的了解，初步认识科学技术对人类生活的影响，培养实事求是的科学态度。
3、教学的重难点
重点：设计探究平面镜成像特点的实验探究活动。 难点：虚像概念的建立过程
三、问题分析及解决办法
在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对平面镜成像的特点中虚像的理解，产生这一问题的原因是学生对虚像的概念不理解。要解决这一问题就要通过实验，让学生观察实验现象，理解平面镜所成的像是虚像。然后再通过折纸感悟成虚像的原因。
四、教学资源
在本节课平面镜成像的教学中，除准备使用探究平面镜成像规律的一些实验仪器外，还要准备多媒体课件。
五、教学过程设计
新课引入：(使用多媒体课件)欣赏迁安黄台山公园，黄台山公园位于河北省迁安市区西部，总占地面积34.21万平方米，总投资5000万元，公园设计有机结合平衡理论、生态学、几何学及当地深厚的历史文化底蕴，将昔日的垃圾荒滩蝶变为中国水利部评定的“国家水利风景区”，形成以人工湖水体柔质景观和山体陆地硬质景观两大部分为主的“山水相依、刚柔并济”的和谐景观，是目前中国中等城市设施齐全、功能最完善的综合性城市公园。
(我把欣赏桂林山水改为欣赏黄台山公园目的让学生感受到家乡的美丽，为建设好家乡我们要更加努力学习，对学生进行德育教育)
老师：提出问题引入活动：同学们欣赏了黄台美景，湖水中倒映的高楼大厦、绿地青草简直让人流连忘返。水中的倒影是怎样形成的?今天我们就探究这个问题(体现从生活走向物理的理念)
教师：其实水面就相当于平面镜
我们知道，平面镜会成像，平面镜成什么样的像大家想知道么?
1、大家纷纷提出问题并猜想：
(1)物和像的大小关系(相等、放大、缩小 ) (2)平面镜成的是实像还是虚像( 实像、虚像 ) (3)像和物到平面镜的距离关系(相等、不相等) (4)生活中都哪些属于平面镜等。
[学生提出的问题老师无法先知，此时老师应该及时鼓励学生让他们提问，敢于提问，以培养他们将来会提问。同时创设和谐的学习环境，消除紧张的情绪] 教师： 刚才大家提了好多问题，提得非常好。我们来共同探究 一下(体现老师引导) 教师：我们每天照的镜子是平面镜么? 学生：是。
老师：我们探究时能用这个么?大家讨论一下。
学生：镜子后面涂了一层东西，手又伸不过去，又看不到后边，怎么考虑像的虚实以及像的位置?
老师：这个问题很有价值，我们怎么解决?
顿时，气氛有点紧张，陷入了僵局。这是老师拿出玻璃板，请大家观察玻璃板和小镜子不同之处，然后把蜡烛放到玻璃板前观察能否看到像。
学生：用准备好的器材试一试，恍然大悟，顿时明白了，可以利用玻璃板的透光性确定好像旳位置，所以可以利用玻璃板代替平面镜
学生：怎样看出是实像还是虚像? 教师：谁能帮他一把
学生：可以把蜡烛点燃，观察他在镜中的像，然后用手摸一摸如果烧手，就是实像，否则就是虚像。
学生：用水浇如果不灭就是实像，灭了就是虚像。
学生：还可以用光屏，看看能否接收到，光屏上有就是实像，没有就是虚像。
教师：大家的方法都很好。大家还有问题么?
学生：像的大小可以观察，像和物到玻璃板之间的距离怎么测? 学生：可以用刻度尺测出蜡烛到玻璃板的距离，然后把另一根等长的蜡烛放在玻璃板后移动直到与蜡烛的像重合，再用刻度尺测出像到玻璃板的距离。
学生：这个方法费事又费时我们可以先在纸上画出刻度，然后把玻璃板放中间，把蜡烛放在刻度上，然后找像物到玻璃板间的距离。
老师：你的方法太好了，我们要向他学习积极思考问题。(适时表扬增加学习的动力)
老师介绍桌子上的器材(有导向的介绍：备用器材)要求用桌子上的器材探究。
学生分组做实验寻找平面镜成像的特点
2、设计并进行试验：
器材：玻璃板、两只完全相同的蜡烛、支架、白纸、刻度尺、铅笔、光屏、火柴、烧杯、水。
一、用刻度尺把白纸在中间打上直线，然后等分。
二、用支架将玻璃板固定，使其竖直立于白纸中间，在玻璃板前放一支蜡烛，并用火柴将其点燃，透过玻璃板观察后面的像。
三、将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。或是把手放在后面的火上烤，感觉是否热，或是用水浇
三、将另一支未点燃的蜡烛放在像的位置，观察像与蜡烛的大小关系，
四、确定蜡烛和像到玻璃板的距离，观察像与蜡烛的位置关系。
五、改变蜡烛的位置，再做两次。 (3)分析论证，得出结论：
一、像与物体的大小相等;
二、像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等;
三、平面镜所成的像是虚像。 (4)评估：
一、实验器材为什么用玻璃板而不用平面镜?
因为玻璃板透光，能准确找到像的位置。
二、为什么用两只完全相同的蜡烛?白纸有什么作用?
用两只完全相同的蜡烛，是为了确定像和物的大小关系。白纸可以记录像、物和玻璃板的位置，从而研究像和物之间的关系。
三、光屏上看不到像，这说明什么问题?
光屏上如果有像，说明是实际光线会聚而成的实像，光屏上看不到像，说明成的是虚像。
四、实验中直尺的作用是什么?
比较像和物到平面镜的距离关系。
五、在此实验中采用了什么物理研究方法?
等效替代法。
老师：问题1：平面镜成像和物位置关系
以平面镜为对称轴的轴对称图形 设计意图：引出平面镜成像的作图方法。 师生活动：教师演示： (1)连线与镜面垂直;
(2)量取长度时要准确，用刻度尺量取; (3)物体通过平面镜所成的像为虚像，需用虚线画出. 根据光的反射定律作图：从物点发出的任意两条光线经镜面反射后，反射光线的反向延长线的交点即为像点进一步解释虚像 这时老师用准备好的折纸演示平面镜成虚像的原因，让学生进一步感受平面镜成的是虚像。 问题2：为什么平面镜会成像? 设计意图：引出平面镜成像的原理 平面镜成像的原理是：光的反射定律; 问题3：平面镜在生活中有哪些应用?
让学生根据生活经验回答：
一、改变光路;
二、成像，如：舞蹈房的大镜子。 目标检测：略 课堂小结：
1、平面镜成像特点：
一、像与物体的大小相同;
二、像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等;
三、平面镜所成的像是虚像
2、平面镜成像的作图方法： (1)连线与镜面垂直;
(2)量取长度时要准确，用刻度尺量取;
(3)物体通过平面镜所成的像为虚像，需用虚线画出.
3、平面镜成像的原理是：光的反射定律;平面镜所成的像是反射光线的反向延长线会聚而成，不可以用光屏承接，是虚像。
4、平面镜可(1)、改变光路;(2)、成像。
拓展探究：能否用跳棋子代替蜡烛做平面镜成像实验，如果可以，请课下自己做一下，看看他与用蜡烛做实验有什么不同?请你记下来下节课继续交流。 教学反思：
通过这堂课的教学，使我深深体会到，新一轮课改，不是我们想象的那么简单，只要按照课本给出知识点就行，进行一些学生实验就可以了。而是要塑造适应二十一世纪国际需要的新型人才。学会创新，学会思考。如何达到这个目标除了备好课利用一切可以利用的资源，更要处理好“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”在整个教学活动中的关系外，还要采用新技术，把多媒体利用到我们的课堂中，我们才能如虎添翼把新课程的精髓落实到课堂教学实处。我们所急需解读的是新课改的魂，而不是摆在表面的形。
第四篇：八年级科学下册2.1平面镜成像导学案（3）
《平面镜成像》导学案
[学习目标]
1.了解平面镜成像的特点。
2.了解平面镜成的是虚像，了解虚像是怎样形成的。
3.理解日常生活中平面镜成像的现象。
【学习重点】
平面镜成像特点的探究实验，它是本节教学活动开展的中心。
【学习难点】
如何确定像的位置以及对虚像概念的理解。
[学习过程]
一、预习导学
1、光的反射定律的内容：
，
，
。
2、光的反射有两种情况，分别是：
和
。
3、如果入射光线向法线靠近，反射光线将如何变化?下列答案中正确的是(
)
A
靠近法线
B
远离法线
C
不动
4、结合自己照镜子的经历，猜一猜：
(1)平面镜中的像在平面镜的______方。(上/前/后)
(2)平面镜中的像的大小与物体本身大小可能_________。
(3)平面镜中的像到镜面的距离与物体到镜面的距离可能________。
(4)照镜子时，你举起左手，镜中的“你“举起的是_______手。
二、课内探究：
（一）、引入新课：
（二）活动：探究平面镜成像特点
1、提出问题：平面镜成像有什么特点呢?
2、猜想：(1)像与物体是等大的或缩小的像;
(2)像与物体到平面镜的距离相等;
(3)像与物体对应点的连线与镜面垂直;
(4)像和物体是左右相反的;
(5)像是只能看不能用手去接触的……。
3、制定计划与设计实验：
如何来探究像与物的大小是否相等呢?
[明确探究目的]
--比较像与物的大小。
[明确探究方法]
--找一个跟镜前物体完全相同的物体[替身物体]与像比较。
我们只能在平面镜的前面看见物体的像，在背面看不见像了，没办法把“替代物”放到平面镜背面的所成像的位置上。
怎样才能同时看见像和“替代物”?
怎样解决这个问题?
怎样寻找像的位置?
用什么办法比较像和物到镜面的距离的关系?
4、进行实验与收集证据：
实验次数
物到镜面的距离
像到镜面的距离
观察到的现象
在镜子后面放一张白纸(相当于一个光屏)，屏上会出现物体的像吗?为什么像不见了呢?平面镜成的像不是真实存在的。(能在光屏上呈现的像叫实像。不能在光屏上呈现的像就是虚像。)那么平面镜所成的像是虚像还是实像?(
)
5、交流与评价：
(1)、同学们各自的探究结果是否相同?
(2)关于平面镜成想的特点还有那些猜想?准备怎样去验证它?
学生课后自己探究：
(1)改变物体与平面镜的距离，像的大小是否改变?
(2)平面镜所成的像与物体左右相反的吗?
6、分析得出结论：
通过上述活动可知：
①
平面镜所成的像是________(虚、实)像;
②
像的大小与物的大小__________(相等、不相等);
③
像与物体到平面镜的距离_________(相等、不相等)
【知识库】
2.
实像：由实际光线组成的像。用光屏能接受到。
3.
虚像：由光线的反向延长线组成的像;光屏接受不到;常用眼睛观看。
【要点归纳】
平面镜成像的特点：
(1)
(2)
(3)
(4)
【当堂反馈】
1.经过探究活动可以总结出平面镜的成像特点：(1)平面镜成_____立的_____像;(2)平面镜所成的像与物体大小__________(3)像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离
_________。像和物的连线与平面镜________。
2、一身高1.65m的同学，站在一竖直放置的平面镜前离镜2m，那么他在镜中的像高度是__________m，像距离平面镜________m，当他后退1m，像离他本人的距离是________m，像的高度__________。
3、东湖边的白塔距湖面高25m，湖水深5m，映在平静湖水中灯的“倒影“是______像(填“实“或“虚“)，它是由光的_________形成的，该倒影距湖面_________m。
4、“捞不到的是水中月，摘不到的是镜中花“充分说明了__________________。
5、用手按住平面镜，指头到他的像之间的距离是6mm，则此平面镜玻璃的厚度是________mm。
第五篇：阿贝成像原理与空间滤波实验报告
阿贝成像原理和空间滤波
【实验目的】
1.了解阿贝成像原理，懂得透镜孔径对成像的影响.
2.了解透镜的傅里叶变换功能及空间频谱的概念.
3.了解两种简单的空间滤波.
4.掌握在相干光条件下调节多透镜系统的共轴.
【实验仪器】
光具座，氦氖激光器，溴钨灯(12V，50W)及直流电源，薄透镜若干，可变狭缝光阑，可变圆孔光阑，调制用光阑，光栅(一维、正交及调制各一)，光学物屏，游标卡尺，白屏，平面镜.
【实验原理】
阿贝在1873年为德国蔡斯工厂改进显微镜时发现，大孔径的物镜能导致较高的分辨率，这是因为较大的孔径可以收集全部衍射光，这些衍射光到达像平面时相干叠加出较细的细节.例如，用一定空间频率的光栅作为物，并且用单色光加以照明，物后的衍射光到达透镜时(这里先考虑±1级衍射)，当O级与级衍射光到达像平面时，相干叠加成干涉条纹，就是光栅的像;如果单色光波长较长或者L孔径小，只接收了零级光而把级光挡去，那么到达像平面上的只有零级光，就没有条纹出现，我们说像中缺少了这种细节.根据光栅方程，不难算出，物体上细节d能得以在像平面有反映的限制为
(1)
为透镜半径对物点所张的角.换句话说，可分辨的空间频率为
(2)
物平面上细节越细微、即空间频率越高，其后衍射光的角度就越大，更不可能通过透镜的有限孔径到达像平面，当然图像就没有这些细节.透镜就成像光束所携带的空间频率而言，是低通滤波器，其截止频率就是(2)式所示的，.瑞利在1896年认为物平面每一点都发出球面波，各点发出的波在透镜孔径上衍射，到达像面时成为爱里斑，并给出分辨两个点物所成两个模糊像——两个爱里斑的判据.其实阿贝与瑞利两种方法是等价的.
波特在1906年把一个细网格作物(相当于正交光栅)，但他在透镜的焦平面上设置一些孔式屏对焦平面上的衍射亮点(即夫琅和费衍射花样)进行阻挡或允许通过时，得到了许多不同的图像.设焦平面上坐标为，那么与空间频率相应关系为
(3)
(这适用于角度较小时，为焦距，).焦平面中央亮点对应的是物平面上总的亮度(称为直流分量)，焦平面上离中央亮点较近(远)的光强反映物平面上频率较低(高)的光栅调制度(或可见度).1934年译尼克在焦平面中央设置一块面积很小的相移板，使直流分量产生位相变化，从而使生物标本中的透明物质不须染色变成明暗图像，因而可研究活的细胞，这种显微镜称为相衬显微镜.为此他在1993年获得诺贝尔奖.在20世纪50年代，通信理论中常用的傅里叶变换被引入光学，60年代激光出现后又提供了相干光源，一种新观点(傅里叶光学)与新技术(光学信息处理)就此发展起来.
物的内容中如含周期性结构，可以看成是各种频率的光栅组合而成，用数学语言讲就是把物展开成空间的傅里叶级数.如物的内容不是周期性的，在数学上就要作傅里叶变换，在物理上可由透镜来实现.可以证明，由于透镜作为位相变换器能把平面波转换为球面波，当单色平面波照射在透明片上[其振幅透射率为]时，如图1中光路所示，透镜后焦平面上光场复振幅分布即为其傅里叶变换
(4)
图1
式中，，实际上这也就是的夫琅和费衍射.当不在透镜前焦面上时，后焦面上仍为其傅里叶变换，但要乘上位相弯曲因子.当入射的不是平面波，而是球面波(发散、会聚均可)，则在入射波经透镜(甚至不经透镜)后形成的会聚点所在平面上也是傅里叶变换，只是也附加上了位相弯曲因子.傅里叶变换的例子如函数，函数，函数函数及许多性质的标度、卷积定理都可以由此在物理上演示出来.
如图2所示，在透镜后再设一透镜，则在Q面上的复振幅分布又经过一次傅里叶变换，
(5)
物函数的倒置也就是的像.前述在平面波照射下在前焦平面上的时，在照明光会聚点有其傅里叶变换，但要加上位相弯曲因子，该位相弯曲相当于会聚球面波照在傅里叶变换上，到达该球面波会聚点所在平面Q时，也是完成第二次傅里叶变换，只是标度有变化，即像是放大或缩小的.因此从波动光学的观点来看，正是透镜的傅里叶变换功能造成了其成像的功能.这样，就用波动光学的观点叙述了成像过程.这不但说明了几何光学已经说明的透镜成像功能，而且还预示了在频谱平面上设置滤波器可以改变图像的结构，这后者是无法用几何光学来解释的.前述相衬显微镜即是空间滤波的一个成功例子.除了下面实验中的低通滤波、方向滤波及调制等较简单的滤波特例外，还进行特征识别、图像合成、模糊图像复原等较复杂的光学信息处理.因此透镜的傅里叶变换功能的涵义比其成像功能更深刻、更广泛.
图2
【实验内容】
共轴调节.首先，要调激光束平行于光具座(图3)，并位于光具座正上方，把屏Q插在光具座滑块上，并移近激光架LS，把LS作上下、左右移动，使光束偏离O，调节LS的俯仰及侧转，使光束又穿过小孔;再把Q推至LS边上，反复调节，直到Q在光具座平移时激光束均穿过O为圆心的孔，以后就不再需要改变LS的位置。
在做以下几个实验时，都要用透镜，在加入透镜L后，如激光束正好射在L的光心上，则在屏Q上的光斑以0为中心，如果光斑不以O为中心，则需调节L的高低
图3
及左右，直到经过L的光束不改变方向(即仍打在0上)为止;此时在Ls处再设带有圆孔P的光屏，从L前后两个表面反射回去的光束回到此P上，如二个光斑套准并正好以P为中心，则说明L的光轴正好就在P、O连线上.不然就要调整L的取向.如光路中有几个透镜，先调离Ls最远的透镜，再逐个由远及近加入其他透镜，每次都保持两个反射光斑套准在P上，透射光斑以O为中心，则光路就一直保持共轴.
1.阿贝成像原理
(1)按图4布置光路.G是空间频率为每毫米几十条的光栅，在实验中作为物.L是焦距为10cm的透镜，移动L使光栅在3m处白屏上成放大的像(也可以用平面镜把光束反射到实验桌上的自屏上，但要用涂金属的那面，不要用玻璃面去反射，为什么?可以试试.)
(2)用白纸插入G之后的光路中并从G处移到L可看到G后
图4
衍射光束逐步分开;再从L移到P处，可看到光束又逐步合到一起，形成光栅像.
(3)在L前设可变圆孔光阑P;在逐步减小光阑时在L后用白纸检查光束被挡去情况，如有三束光通过，则Q上仍有条纹;如仅有一束光通过，Q上就无条纹，也就是不能分辨这个空间频率的细节了(P不一定紧贴在L之前).
(4)使P上某一圆孔刚能容纳三束光通过，测量G、P距离及圆孔半径，估算G的空间频率.并估算能分辨此频率的最小透镜孔径.
2.波特实验
仍然使用图4中光路，但改为到L的焦平面F上来改变像的空间频率结构.
把毛玻璃放在F面处可看到一系列光点，它们相应于物光栅夫琅和费衍射的0，±1，±2，…级的衍射极大值.用直尺或游标卡尺测出各衍射级离中央亮点的距离，把透镜焦距、所用激光波长与代入(3)式，算出这些亮点对应的空间频率，并与通过物像关系算出的光栅空间频率进行比较(由物距、像距，像上条纹宽度计算)，说明物理意义.利用可变狭缝光阑及小磁块，挡去某些衍射级，观察像屏S上图像的变化情况，并作出解释(可以从傅里叶光学与光波干涉两种观点来解释).
3.透镜的傅里叶变换功能
按图5(a)布置光路，L1、L2构成扩束准直系统，扩束后光束截面直径增大(倍数为两透镜焦距之比).输入至输出共距四倍焦距，故可称为系统，是典型的光束信息处理光路，能进行二次傅里叶变换.
用系统直接观察傅里叶变换，有时感到花样较小，不易看清，图5(b)光路中的物屏可放在位置1到2之间，在照明光的会聚点上都可以看到它的夫琅和费衍射，或者说傅里叶变换.自己选择一个位置(在2处，物离Q远，则花样分布较大，便于观察)，先后插入圆孔、双缝、单缝，观察其傅里叶变换光强分布情况并对傅里叶变换的标度性质、卷积定理作出物理解释.设此时P、Q距离为z，则Q空间频率标度为.
图5
4.空间滤波实验
(1)低通滤波
前述阿贝--波特实验中狭缝起的是方向滤波器的作用，可以滤去图像中某个方向的结构.而圆孔可作低通滤波器，滤去图像中高频成分，只让低频成分通过.
①按图6布置好光路，先放人L2，再放入L1，每次都调共轴，经L1扩束后光斑应打在L2中央.放人物屏P后注意P、Q的物像关系，在照明光会聚点设圆孔滤波器F.
图6
本实验物屏中央是透光的“光”字与细网格叠加在一起，网格空间频率约为10条/mm，调P、Q位置，使Q上有清晰的放大像，能看清其网格结构.
②观察F面上频谱分布，可以看到排成十字形的点阵.改变F上圆孔，逐步缩小，在圆孔直径≥lmm时(可以通过多个光点)，仍可看到像中有网格结构，而换到O.5mm直径圆孔时，只允许中央亮点通过，则在Q面上看到了没有网格的“光”字.这是因为“光”的空间频率低，就集中在光轴附近很小范围内.可见小圆孔起到只通过低频的作用.
在更换圆孔时，要特别细心，光轴必须严格穿过小圆孔圆心，才能有良好的实际效果，否则可能“光”字不完整.如试验一段时间未能奏效，可以改用下法：把字屏P移走，把F屏上O.5mm圆孔移在中央，然后细心地用手上下移动圆孔，左右调节滑块座上微动螺旋及前后推移滑块位置，同时观察Q上衍射花样以决定如何移动小圆孔，直到最后出现大而均匀的光斑，再插入物屏P，像屏Q上必有清晰字样(不带网格).因为此时光束会聚点正好在小圆孔圆心上.
把小圆孔移到中央亮点以外的亮点上，在Q屏上仍能看到不带网格的“光”字，只是较暗淡一些.这说明当物为“光”与网格的乘积时，其傅里叶谱是“光”的谱与网格的谱的卷积，因此每个亮点周围都是“光”的谱，再作傅里叶变换就还原成“光”字.这就演示了傅里叶变换的乘积定理.
(2)用调制产生假彩色
①类似于通信技术中把信号与载波相乘以调制振幅与位相，便于发送;光学信息处理中把图像(信号)与空间载频(光栅)相乘，也起到调制作用，便于进行处理.
本实验中所用的物是由方向不同的一维光栅组合而成的(图7).用激光束照射不同部位，就可在其后看到不同取向的衍射光线.光栅空间频率约为100条/mm，三组光栅取向各相差600。
图7
②按图8(a)布置光路，S为溴钨灯，L1起聚光作用，在L1后聚光亮点处设滤波器F，注意使S、L1距离大于L1、F距离，以获得较小的亮点.物P紧靠在L1后，F后设L2，L2把P的像成在Q屏上，为了得到较亮的像，最好P、L2距离大于或等于L2、Q距离.
③观察F面频谱的特点：第一，由于输入图像由三个取向不同的光栅构成，每组光栅对应一个衍射方向，衍射光线所在平面垂直于光栅的取向.如把该方向频谱全部挡去，则输出面上相应区域光强就转为零，例如把水平方向的频谱挡去，可以看到像上天空呈黑暗.其余类推.第二，由于照明光是白光，根据光栅方程，每组频谱零频的各色光衍射角均为0，各色光的零级叠加在一起就呈白色;而在其余±1，±2，…级上，波长长的色光衍射角大，因此各级均呈现从紫(在内)到红(在外)的连续的光谱色.
图8
④如图9所示，再次仔细调整共轴，使白光亮点恰好射在滤波器中央F透光处，而六条光谱带恰好从六条狭长孔中穿过.然后用带有铜片的小磁块在屏上移动，使铜片上小孔处在一级谱的某种颜色上，该色光得以通过.使孔1、孔通过黄光，输出平面上天空部分就呈蓝色，同理让孔2与孔通过红光，孔3与孔通过绿光，相应就在输出像中出现红色的房子与绿色的草地.
图9
⑤用白纸在F屏后由近到远移动，观察各衍射级光点的颜色及光斑形状的变化情况，再次思考输入以上光栅取向、频谱面上变色光分布及所携带信息及输出谱形之间的关系.
⑥重新调整滤波孔位置，改变输出图像的色彩，这说明色彩是人为指定的而非天然色.
在实验过程中还有两点须注意：
第一，溴钨灯额定电压为12V，因此为延长使用寿命在调整光路时电压只放在6V左右，在上述第3项调整成功后，才把电压调整到lOV，以观察输出彩色效果，观察后随即把电压调低至6V然后再关电源.电压始终不得超过12V，并不准在12V时关掉电源，否则下次开电源的瞬间，极易烧断灯丝.
第二，光源S的开孔较大，射出的灯光经过光具座的反射，易在输出面Q处增添杂散光，干扰对彩色像的观察，可在P、F各屏的下方用黑纸挡去这些杂光.
【复习思考题】
1.从阿贝成像原理出发，要获得较高的成像分辨率可以采用什么办法?如在照明光波长、物镜孔径已确定后，增大目镜的放大率能否提高分辨率?
2.用惠更斯原理解释低通空间滤波实验中频谱上各次极大亮点均带有“光”字的频谱.在本实验中如滤波孔直径从0.5减小到5，试设想输出图像是什么样的?
3.在调制实验中，物面上没有光栅处原是透明的，像面上相应部位却是暗的，为什么?如果要让这些部位也是亮的，该怎么办，此时还能进行假彩色编码吗?
4.对透镜的功能有何新认识?