光屏的作用

王喜平

在一次全國性教師基本功技能大賽中，有一位優秀的教師講授的內容是《凸透鏡成像的規律》，在進行到“猜想凸透鏡成像規律與什么因素有關”的環節時，老師利用教材中提供的蠟燭、凸透鏡、不透明光屏和光具座完成了簡單演示，然后讓同學們做出自己的猜想。這時就有同學猜想到：凸透鏡成像規律與物距大小有關，也與像距大小有關。老師為了節省上課時間，就倉促的總結到：凸透鏡成像規律只與物距大小有關。同學們期待這位老師給出合理的解釋，聽課的同行及評委們更期待這位老師給出合理的解釋，但這位老師整節課都沒有給出這個問題的合理解釋。我們很多老師在講授本節內容時，是否也經歷過這樣的情景？為了避免同學們做出其他的我們不易短時間內就能清楚解釋的猜想，筆者建議：不要使用光屏，移動物體（蠟燭）與凸透鏡之間的距離，讓同學們站在凸透鏡右側，直接通過凸透鏡觀察蠟燭像的變化（在這里默認：物體、凸透鏡和光屏從左至右擺放），老師演示結束后，同學們的猜測就是：凸透鏡成像規律與物距大小有關，再準確一點，就有同學猜測物距與焦距的大小關系影響成像情況。這樣做的好處是：盡量減少不必要的干擾因素，同學們易于接受，老師上課順暢，達到預期的實驗效果。

初中物理凸透鏡成像實驗一節內容中，大部分教材中用到的是蠟燭、凸透鏡、不透明光屏。其中的光屏在實驗中的作用是什么？筆者也曾經帶領同學們完成過這個實驗，對于每一個實驗器材在實驗中的作用，筆者認真的思考過，覺得光屏的真正作用可能被錯誤的理解和應用了。

我們思考一下在人教版教師教學參考書（就是教參）上提供的一道題目，原題是這樣描述的：將物體放在凸透鏡前適當的位置時，能在光屏上得到一個清晰的像，這時如果把光屏拿開，則（??? ）?A.像還存在，但眼睛看不到?B.像還存在，眼睛從各個方向看得到?C.像還存在，但眼睛只能在一定范圍內看到?D.像不存在

我們再思考一下2014年廣東省初中升高中物理考試中的一道題目（原題位于實驗題17題），原題是這樣描述的：在探究“凸透鏡成像規律”的實驗中。

（1）如圖1所示，讓平行光正對著凸透鏡照射，左右移動光屏，直到光屏上出現一個最小最亮的光斑，測得凸透鏡的焦距f=??????? cm。

（2）如圖2所示，保持蠟燭和凸透鏡的位置不變，左右移動光屏，在光屏上能否得到清晰地燭焰像？為什么？答：????????????? 。

（3）如圖3所示，燭焰能在光屏上形成清晰地像，此像是????? ? 、??????? 的實像。如果此時撤去光屏，人眼在如圖所示的位置???? （選填“能”或“不能”）直接看到燭焰的實像。

（4）在圖3中，保持凸透鏡的位置不變，如果蠟燭向左移動5cm，為了在光屏上得到一個清晰的像，光屏應該向??????? （選填“左”或“右”）移動。

上面兩道題目中均提到，不使用光屏，實驗者站在適當的位置是可以觀察到凸透鏡所成的像，這個適當的位置就是在透鏡的右側（在這里默認：物體、凸透鏡和光屏從左至右擺放），實驗者必須站立在同一個位置從同一個角度去觀察物體和物體所成的像。也就是，不使用光屏，我們是可以觀察到成像的部分特點，即像是倒立還是正立，像是放大還是縮小，均可以順利觀察得到。不能確定的是，此時的像是實像還是虛像不清楚，像的準確位置不清楚，也無法測量像距。這時我們就要借助于光屏，那么光屏的真正作用就是確定此時的像是虛是實，如果成像是實像，就可以準確的找到像的位置，并順利測量像距。但是我們利用了光屏之后，光屏發揮它應有的作用之后，不可以把最初時不使用光屏就可以完成的某些步驟改變了，就是不可以改變實驗時觀察的角度，也就是不可以從左向右觀察光屏上的像。

我們回顧一下“探究平面鏡成像特點”的實驗中，光屏的作用就是，判斷此時像的虛實。光屏上能承接到所成的像，此時的像就是實像，接收不到則為虛像。

講到這里，我相信物理教育者和物理愛好者都會明白，在研究凸透鏡成像規律的實驗中，我們有些做法是不恰當的。所以，筆者建議把書本上的不透明光屏改為半透明光屏，讓所有的老師和同學能夠站立在凸透鏡的后方觀察成像規律，讓光屏既可以起到自己應有的作用，也不會喧賓奪主，讓所有實驗者站立在一個正確的角度觀察成像情況，并得到沒有爭議的成像結論，有利于研究物理問題，減少不必要的歧義。