對光學演示實驗的改進

光學是初中物理教學中的重點之一，涉及生活和自然現象的內容很多，往往要求學生在觀察實驗現象的基礎上經過思考得出結論。因此，學生主要是通過觀察法和實驗法學習這部分知識。因而做好實驗是光學教學的關鍵。

常規的光學演示實驗有兩種做法：第一種是如教材所示用手電筒作為光源在教室演示；第二種是用激光發生器作為光源在暗室中演示。這兩種方法的弊端很多。其一：手電筒的發光呈發散狀，光能較為分散，在演示光發射和光折射時可視性差，實驗現象不明顯；其二：在暗室中作實驗學生的管理是個問題，另外暗室中的光線也不利于學生記筆記。

筆者利用一些簡易的器材對實驗略做改進，輕松解決了上述的問題，介紹如下：

1 實驗器材：長方體水槽；小激光筆（兒童玩具即可）；蚊香；細鐵絲；橡皮；一塊比水槽口長度略短寬度略窄的長方型玻璃片。

2 實驗類型

（1） 演示光的直線傳播

做法：細鐵絲中部做成一個小圓圈，把一小段蚊香插入，將鐵絲底部插入橡皮中固定，點燃蚊香放入水槽，蓋上玻璃片。待水槽中略有煙霧時，按住激光筆的按鈕產生一束光并使其從水槽一側射入。實驗效果如圖1所示：

（2） 演示光的反射

做法：將一小塊平面鏡放在水槽底部，放入點燃的蚊香，蓋上玻璃片。待槽中略有煙霧時，用激光筆從上部向平面鏡斜射入一束光。改變入射光的入射角，直至垂直入射。（圖2）

（3） 演示光的折射

做法：槽中加適量水，水中加少量洗衣粉，輕輕攪動使其略微溶化，放入點燃的蚊香（調整鐵絲的長度使蚊香位于水面上方），蓋上玻璃片。待槽中略有煙霧時，用激光筆從上部斜向水面射入一束光。改變入射光的入射角，直至垂直入射。

（4） 演示凸透鏡和凹透鏡對光線的作用

做法：將一凸透鏡和一凹透鏡用膠帶縱向固定在一起，透鏡柄穿過一硬紙板，穿過后在柄上套一橡皮筋（為防其滑下）。將兩個激光筆并列用膠帶固定作為產生平行光的光源。

例1 演示凸透鏡對光線的作用

在水槽中放入點燃的蚊香，蓋上玻璃片。待槽中略有煙霧時，用激光筆分別從凸透鏡中心、上部、下部射入光線，觀察光經過凸透鏡后的折射情況（凸透鏡的三條特征光線）。同時按住兩個激光筆的按鈕產生兩條平行光，使其分別從凸透鏡的上部和下部同時射入，觀察其經過凸透鏡后的會聚情況。裝置如圖3和圖4和圖5。

例2 演示凹透鏡對光線的作用

做法與“演示凸透鏡對光線的作用”相似，在此不再敘述，實驗效果如圖6。

3 改進實驗的優點

（1）器材易找、裝配簡單、便于操作；

（2）實驗現象明顯、可視性強，在教室即可演示；

（3）實驗可控性強，可隨時、任意改變入射光線的角度；

（4）凸、凹透鏡對光線的作用一目了然，對比性強；

（5）教師對學生的聽課情況及時得到反饋，適時調整教學思路。

4 改進實驗操作時應注意

（1）蚊香在剛點燃時產生的煙霧顆粒較大，實驗現象最為明顯，待其燃燒較好、整個水槽彌漫煙霧時，實驗現象就不理想了，故實驗時應控制實驗速度，不要拖泥帶水；

（2）激光筆如較長時間持續發光，其發光強度會大打折扣，故實驗時應準備兩只，交替使用為佳。

5 說明

本人用數碼相機拍攝了系列彩色照片，效果很好。本文中只能采用黑白照片，未能充分展示實際效果。

(欄目編輯 王柏廬)