全反射演示儀的制作

高中物理教材選修3-4（人教版2007年4月第二版68頁）中有一個觀察全反射現(xiàn)象圖。其中有這樣的文字：“讓光沿半圓形玻璃磚的半徑射到它的平直的邊上，在這個邊與空氣的界面上會發(fā)生反射和折射。逐漸增大入射角，觀察反射光線和折射光線的變化。”由于教學儀器過于簡陋，現(xiàn)象不夠明顯，不易分組實驗，學生對此儀器引不起興趣，不利于觀察試驗現(xiàn)象，也就不能得到恰當結(jié)論。為了解決這一教學難點，筆者與部分教師特制作了《全反射現(xiàn)象演示儀》，該演示儀可以使學生從感性認識過渡到理性認識，從定性分析到定量研究，利于學生掌握這一知識點。該演示儀在吉林省實驗創(chuàng)新大賽中獲得特等獎。

一、實驗裝置

二、實驗原理

當光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時，如果入射角等于或大于臨界角就會發(fā)生全反射現(xiàn)象。

三、儀器的特點及用途

1．特點：該教具選用激光筆為光源，其光線亮度高可見性好，通過玻璃棒把點光源變成線光源，轉(zhuǎn)動固定在轉(zhuǎn)盤上的玻璃磚，改變玻璃到空氣的入射角，操作方便。

2．用途：該教具主要用于全反射現(xiàn)象的探究性實驗，可以完成下述實驗。

（1）光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的實驗。

（2）光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)的實驗。

（3）光發(fā)生反射和折射現(xiàn)象時的能量分布實驗。

（4）光的全反射現(xiàn)象實驗。

四、制作材料

硬塑板（31cm×22cm），PVC管直徑1.5cm、長6.5cm，玻璃棒長2cm，小硬塑板（6.5cm×2.5cm），激光筆一個（配有電池），半圓形玻璃磚一塊(直徑9cm×高2cm)，白色塑料板，具有量角器功能的打印相紙，物眼一個及兩面膠。

五、制作方法

1.轉(zhuǎn)盤的制作

在硬塑板上，距下方11cm中心位置鉆一個適度小孔，把薄塑料板剪成直徑為14cm的圓盤；用物眼把轉(zhuǎn)盤固定在硬塑板上。

2.刻度盤的制作

利用Flash軟件制作帶有量角器功能的刻度圖，在背膠相紙上打印刻度圖，粘貼在薄圓盤上。

3.粘貼玻璃磚及旋轉(zhuǎn)按鈕

把玻璃磚粘貼在刻度盤中央，使玻璃磚中心對準刻度盤圓心。在轉(zhuǎn)盤邊緣粘貼旋轉(zhuǎn)按鈕。

4.光源的制作

把PVC管做成直徑為1.5cm、長為6.5cm圖中形狀。將2cm長玻璃棒放入PVC管前端，硬塑板做成6.5cm×2.5cm，用502膠水把PVC管固定在硬塑板上，使激光筆光線對準刻度盤圓心。

六、使用方法

1.激光筆內(nèi)裝入電池后，插入PVC管內(nèi)，對準刻度盤中心和玻璃磚中心。

2.調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤旋鈕進行試驗。

七、優(yōu)點

操作簡單，現(xiàn)象明顯，造價低，適合分組實驗。

(責任編輯 易志毅）