淺析光現(xiàn)象的實驗

在初中階段光現(xiàn)象這一章的學習對很多同學來講過于抽象，而且要求記的知識點也比較多，如果死記硬背又容易混淆。較好的方法就是結合實驗現(xiàn)象來記憶，既快又不易出錯，這就對教師在課堂上教學實驗的準確性和可視性提出了高要求。可是由于光的特殊性使實驗的環(huán)境要求比較高，經(jīng)常由于實驗的能見度低達不到教師需要的效果，因而不少教師就把實驗改成黑板上的板書（畫圖）或用動畫代替。但這樣做卻缺乏真實性和吸引力，無法激發(fā)學生學習興趣和學習的主動性。因此，我認為實驗還是必不可少的。

但在完成光學實驗時常遇到一些問題，例如：顯示光在空氣中傳播時，常用的方法是調(diào)節(jié)光源的位置，使它發(fā)出的光束掠過光屏的表面，屏上便會顯示出光束傳播的路徑。如左圖所示：圖中的AB即為光線的傳播路徑。但如果光屏不是一個很理想的平面在光屏上稍有凹陷或突出。則光束AB在掠過光屏的表面時，由于光沿直線傳播，所以在這兩個區(qū)域里就顯示不出光束AB的徑跡來如右圖所示。課堂上就無法清楚的完成實驗，當然可以就此對學生解釋問題出現(xiàn)在什么地方。但對學生的直觀認識造成了阻礙。采用其他更好的方法來顯示光路：光在空氣中傳播時，可采用煙霧法；光在水中傳播時，可采用乳濁法。實踐證明，效果良好。為說明這個問題，舉例用如下圖所示的實驗裝置，可同時演示光的反射定律和折射定律。圖中的C容器是一個直徑25厘米，厚度10厘米，高度30厘米的圓柱形玻璃容器。實驗前先加半缸凈水，里面倒入1mL左右用酒精溶解成的松香、液，使水成淡乳白色，利用光的散射便可以很好地顯示光路。上半缸噴入適量的煙霧（最好上課前才灌入，保證玻璃缸中有足夠的煙霧來散射光線顯示光路），缺口較小煙霧不易溢出。實驗時用物體將玻璃容器的兩邊固定。打開放在B處的小激光電筒，使它豎直向上射出一條光線，射到缸中的水和水面上的空氣中，并注意使它通過水面的中央點O，（這條光線的目的是用來做法線）。再打開光源A，使它射出的光束通過O，這樣從缸的正面看到入射光線、法線、反射光線和折射光線，以及入射角、反射角和折射角。改變?nèi)肷浣堑拇笮。涂梢杂^察到反射角和折射角隨入射角變化而變化的情況，以及反射光線、折射光線和入射光線分居法線的兩側的現(xiàn)象。從缸的側面，可以觀察到入射光線、反射光線、折射光線和法線都在同一平面內(nèi)。這樣就可以引導學生得出光的折射定律，驗證光的反射定律。

如果想組裝簡單些還可以將圓形玻璃容器換成方形，再在上面加一塊大玻璃板即可。這個實驗不但有效克服了使用光屏顯示光路所存在的問題，而且取材容易，操作方便，效果也比較明顯。通過這個實驗，我認為對光學這一章的實驗教學有一定幫助。