用現(xiàn)有儀器零件組裝光的折射\\反射演示器

人教版(2003年)高中物理第三冊P11“觀察全反射現(xiàn)象”，是采用半圓形玻璃磚來做演示實驗的。為了拓展該實驗，讓學(xué)生加深對教材內(nèi)容的認識和理解，筆者設(shè)計了用水代替玻璃做該實驗的演示器。因制作有一定難度，實驗員韓獨石用現(xiàn)有儀器零部件，組裝成簡易演示教具。試做實驗，效果理想。現(xiàn)介紹給同行，供參考試用。

1 制作材料

玩具激光燈、有機玻璃培養(yǎng)皿(φ90)、平行板電容器介質(zhì)板(φ230)、鐵架臺、磁鐵塊、鐵皮條、有機玻璃片、黑色紙、螺桿螺帽、清水、凡士林、有機膠。

2 制作方法

1)蓋上培養(yǎng)皿蓋，在側(cè)壁距蓋上邊緣0.3cm處鉆一注水小孔;在培養(yǎng)皿盒外部兩側(cè)底部粘兩塊鉆有小孔的有機玻璃固定片;打開培養(yǎng)皿擦凈其內(nèi)外后，在皿蓋內(nèi)側(cè)壁上均勻地涂上一層凡士林，然后慢慢旋著合上皿蓋(注意讓注水小孔通透)使其密封良好。

(2)用黑色紙剪制一φ170圓形黑色紙屏，將其貼在平行板電容器介質(zhì)板(φ230)中心。用量角器、直尺在黑色紙屏周圍介質(zhì)板上畫上角度刻度線，并標(biāo)上度數(shù)(0°、45°、90°、45°、0°、45°、90°、45°、0°);在圓形黑紙屏上沿標(biāo)度0°-0°和90°-90°的方向畫上白色十字線;將培養(yǎng)皿放在紙屏上(注水小孔口朝上，皿底中心與十字線中心重合)，在介質(zhì)板上對準(zhǔn)有機玻璃固定片上的小孔鉆上小孔，然后將螺桿穿過小孔，旋上螺帽固定。

(3)用鐵夾夾持介質(zhì)板手柄，將鐵夾固定在鐵架臺上(注意使白色十字線水平和豎直);用注射器從小孔往培養(yǎng)皿注入清水(水面與水平白色線重合為止);慢慢旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)皿蓋，使皿盒、蓋側(cè)壁小孔錯開，將水密封于培養(yǎng)皿內(nèi)。

(4)在12×2cm的鐵皮上距一端3cm和6cm處打兩個小孔，以6cm處小孔為中心，兩側(cè)0.6cm處對折成U型激光燈夾;將激光燈夾入其中(使燈尾凸部嵌入一孔，開關(guān)按鈕嵌入另一孔)后，置于介質(zhì)板面適當(dāng)位置處，用磁鐵塊在介質(zhì)板背面吸引穩(wěn)定。(圖1)

3 使用方法

(1)觀察光由空氣射入水中時的折射現(xiàn)象

旋轉(zhuǎn)激光燈筒使開關(guān)按鈕從孔中旋出，這時燈夾壓緊開關(guān)按鈕(開關(guān)打開)，于是有紅色激光束射出。移動燈夾讓光束沿0°-0°線射入培養(yǎng)皿中，然后順時針旋轉(zhuǎn)移動燈夾，使入射角逐漸增大，在紙屏上觀察紅色折射光束及折射角的變化情況(注意讓光束貼近紙屏)。(圖2)

(2)觀察光由水中射入空氣時所發(fā)生的折射和全反射現(xiàn)象。

讓光束從培養(yǎng)皿的下部側(cè)壁沿0°-0°線射入培養(yǎng)皿中，逆時針旋轉(zhuǎn)移動燈夾使入射角逐漸增大，在紙屏上觀察紅色折射光束和反射光束位置和亮度的變化，以及全反射現(xiàn)象。(圖3)

4 教具特點

(1)取材容易，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯。

(2)利用了現(xiàn)有儀器零件，且開發(fā)了校本資源，制作成本低。

5 學(xué)生實驗探究

讓學(xué)生自找激光燈(市面上有賣的)，買一瓶純凈水(留取一半水)，用白紙作屏自己探究。培養(yǎng)他們獨立探究，自主學(xué)習(xí)的能力。

(欄目編輯王柏廬)