也議中學物理光學教學中的一處盲區

王小杰

摘要： 中學物理光學教學中存在一處盲區，教師在教學時往往對此盲區不加注意，從而造成科學性的錯誤。本文繼一些學者從畫圖的角度對盲區加以證明后，再次從數學的角度對此次盲區進行證明。

關鍵詞： 中學物理光學教學盲區

作為中學物理教師，在日常教學中，我們應當注重教學的科學性。對物理現象、物理概念和物理規律等的描述，應當是準確無誤的。但是，在教學過程中經常會遇到一些教學盲區，如果對這些盲區不加以注意，就很容易引起科學性的錯誤。如中學物理教師在教授光學知識中折射定律這一個知識點時，在黑板上作圖，往往會作出下面三種圖形［１］。

（a）中教師將像點畫在了物點的正上方。

（b）中教師將像點畫在了物點的右上方。

（c）中教師將像點畫在了物點的左上方。

對于這三種情況，只有第三種圖像的畫法是正確的。對于第三種情況中的物點和像點之間的位置關系，我們可以用數學方法加以論證。

（圖中，三角形DMA和三角形DNB為直角三角形）

運用折射定律有，

sinβ=nsinα

對兩邊求微分，

ndsinα=dsinβ

ncosαdα=cosβdβ

所以有，

=（1）

在三角形BND和三角形AMD中有，

（BC+CN）tandα=DN

（AC+CM）tandβ=DM

由dα，dβ趨向于無窮小，故有，

（BC+CN）dα=DN

（AC+CM）dβ=DM

將上面兩式展開，

BCdα+CNdα=DN

ACdβ+CMdβ=DM

CNdα和CMdβ很小，所以可以省略。因此有，

BCdα=DN

ACdβ=DM

=（2）

將（1）（2）兩式聯立有，

=

在三角形DMC和DNC中有，

DM=DCcosβ

DN=DCcosα

==

所以有，

=

=n（3）

①將BC=，AC=帶入（3）式有，

=n

=n

由于α＜β，那么cosα＞cosβ，且有n＞1，所以＞1.

②將BC=，AC=帶入（3）式有，

=n

由sinβ=nsinα推出=，

由于α＜β，那么cosα＞cosβ，因此＞1.

綜上所述，有＞1且＞1，所以A點在B點的左上方，即像點在物點的左上方。

參考文獻：

［1］唐忠敏.中學物理光學教學中的一處盲區［J］.中學物理教學參考，2010，3，（39）:59.