根據(jù)密度完成光的反射和折射的作圖方法

劉忠志

摘 要： 現(xiàn)行使用的初中物理教材中關(guān)于光的反射和光的折射涉及的知識(shí)較少，同時(shí)教材中的敘述比較簡(jiǎn)單、枯燥，給初中二年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)光的反射和光的折射的知識(shí)帶來(lái)了不便。作者經(jīng)過(guò)三十多年的初中物理教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)探索，逐步探索出一套讓初中學(xué)生很輕松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作圖方法，選擇適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)學(xué)生掌握光的作圖有很大的幫助，按作圖順序進(jìn)行編號(hào)，然后按編號(hào)進(jìn)行作圖，最后根據(jù)介質(zhì)的密度確定兩角的大小關(guān)系。

關(guān)鍵詞： 密度 順序 編號(hào) 作圖 技巧

現(xiàn)行的初中物理教材中關(guān)于光的反射和光的折射涉及的知識(shí)較少，同時(shí)教材中的敘述比較簡(jiǎn)單、枯燥，給初中二年級(jí)的學(xué)生學(xué)習(xí)光的反射和光的折射的知識(shí)帶來(lái)一些不便，人民教育出版社出版的八年級(jí)物理教材中關(guān)于光的折射的敘述為：光線從空氣斜射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當(dāng)入射角增大時(shí)折射角也增大。當(dāng)光線從空氣垂直射入水中或其他介質(zhì)中時(shí)，傳播方向不變。筆者在三十多年的初中物理教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)初中二年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)光學(xué)知識(shí)的過(guò)程中感到最困難的兩個(gè)問(wèn)題是：一是根據(jù)光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖；二是對(duì)凸透鏡成像規(guī)律的掌握。對(duì)此，筆者經(jīng)過(guò)三十多年的初中物理教學(xué)實(shí)踐與教學(xué)探索，逐步探索出一套讓初中學(xué)生很輕松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作圖技巧和方法，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ò醋鲌D順序進(jìn)行編號(hào)，然后按編號(hào)進(jìn)行作圖。有助于學(xué)生突破根據(jù)光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖這一教學(xué)難點(diǎn)，順利掌握根據(jù)編號(hào)完成光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖的正確方法，最后根據(jù)介質(zhì)的密度確定兩角的大小關(guān)系。該作圖方法的具體實(shí)施過(guò)程分以下幾步：①作兩種物質(zhì)的交界面（界面）；②畫(huà)入射光線；③標(biāo)出入射點(diǎn)；④過(guò)入射點(diǎn)作法線；⑤在圖中標(biāo)出入射角；⑥根據(jù)介質(zhì)的密度確定反射光線和折射光線。

1.根據(jù)該方法完成光的反射的作圖

具體方法如圖1所示：

①?gòu)膬煞N物質(zhì)中找到它們的界面MN；

②畫(huà)入射光線AO；

③標(biāo)出入射點(diǎn)O：入射光線和界面的交點(diǎn)；

④畫(huà)法線：過(guò)入射點(diǎn)O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標(biāo)出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥根據(jù)光的反射定律和兩側(cè)介質(zhì)的密度（法線兩側(cè)是同種介質(zhì)密度相同）確定反射光線OB；

⑦使反射角∠BOE=入射角∠AOE。

2.根據(jù)該方法完成光的折射的作圖的具體方法分兩種情況

（1）第一種介質(zhì)的密度小于第二種介質(zhì)的密度的作圖如圖2所示：

①?gòu)膬煞N介質(zhì)找到它們的界面MN；

②畫(huà)入射光線AO；

③標(biāo)出入射點(diǎn)O：入射光線AO和界面MN的交點(diǎn)O；

④畫(huà)法線：過(guò)入射點(diǎn)O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標(biāo)出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥畫(huà)光的入射光線AO的延長(zhǎng)線OC（使∠COF=∠AOE，過(guò)頂角相等）；

⑦根據(jù)第一種介質(zhì)的密度小于第二種介質(zhì)的密度的關(guān)系在對(duì)頂角∠FOC內(nèi)畫(huà)折射光線OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

（2）第一種介質(zhì)的密度大于第二種介質(zhì)的密度的作圖如圖3所示：

①?gòu)膬煞N介質(zhì)找到它們的界面MN；

②畫(huà)入射光線AO；

③標(biāo)出入射點(diǎn)O：入射光線AO和界面MN的交點(diǎn)O；

④畫(huà)法線：過(guò)入射點(diǎn)O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標(biāo)出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥畫(huà)光的入射光線AO的延長(zhǎng)線OC（使∠COF=∠AOE，過(guò)頂角相等）；

⑦根據(jù)第一種介質(zhì)的密度小于第二種介質(zhì)的密度的關(guān)系在對(duì)頂角∠FOC內(nèi)畫(huà)折射光線OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

通過(guò)上述三種基本作圖的教學(xué)，讓學(xué)生通過(guò)適當(dāng)練習(xí)，能夠在很短時(shí)間內(nèi)順利掌握根據(jù)密度和編號(hào)掌握光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖的正確方法，根據(jù)介質(zhì)的密度確定兩角的大小關(guān)系。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，初中二年級(jí)學(xué)生在完成作業(yè)和檢測(cè)中光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖正確率極高，很少有學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤。借此機(jī)會(huì)筆者愿將該教學(xué)方法與各位同行分享，為初中物理教學(xué)獻(xiàn)出自己微薄的力量。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭前程.八年級(jí)物理上冊(cè)光的反射和光的折射[Z].82.北京：人民教育出版社，2012.