简论光学对光学实验改善

更新时间:2024-01-22 点赞:5426 浏览:19937 作者:用户投稿原创标记本站原创

浙教版科学七年级下册第一章《对环境的观察》,有光的直线传播、光的反射定律探究、光的折射探究等实验,在这些实验探究中,学生要通过对光路的分析来得出实验结论,按照教材中的操作,在实验过程中,会碰到一个共同的问题:光在空气和水中传播,光路不可见。本实验利用丁达尔效应,让学生能够观察到光在空气和水中的传播路线。并在此基础上,设计了一个组合型实验教具,用来进行光学实验的演示。
1 实验器材
透明规则的正方体容器(或长方体容器)、激光笔、墨水、1个高度适宜的石块、蚊香、镜子、量角器、透明塑料纸等。

1.1 对透明规则正方体容器的处理

在透明的正方体容器中,将镜子放在容器底部紧靠容器侧面的中点位置,在该容器的侧面,沿着镜子边画一条线,在中点确定一点O,标上角度,记为A面,如图1所示。在相邻的侧面中部画上一个水平的直线,确定中点O,并标上角度,记为B面,如图2所示。

1.2 水中呈现光路条件的创造

如图3所示,在该容器放入石块(图中圆柱体代表的是石块),再加入清水到水平线,滴加黑墨水,搅拌均匀。墨水不能加得过多且要搅拌均匀,否则光路不能清晰地呈现。
图3 正方体容器的处理

1.3 空气中呈现光路条件的创造

点燃蚊香,将蚊香放在石块上,用透明塑料纸将容器盖住,水面出现适量的烟后,将蚊香取出,及时用透明的塑料纸将容器盖住。
2 演示操作步骤

2.1 光的直线传播改进

(1)用激光笔水平照射容器中的空气,在有烟的条摘自:毕业论文格式模板www.618jyw.com
件下,观察到空气中有明显的直线光路。
(2)用激光笔水平照射容器中的水,在滴加黑墨水的条件下,观察到水中有一条明显的直线光路。

2.2 光的反射定律探究实验改进

(1)将A面朝向实验者,激光对准镜子边上的O点,垂直镜子射入,观察反射光线与入射光线的关系。可发现反射光线与入射光线重合。
(2)改变入射光线的入射角度,观察反射光线的位置,观察并比较反射角与入射角的大小关系。最终得出,反射光线与入射光线分别位于法线的两侧,反射角等于入射角。

2.3 光的折射探究实验改进

(1)将B面朝向实验者,激光对准O,垂直水面入射,观察折射光线与入射光线的关系。
(2)入射光线对准O,改变入射角度,观察折射光线与入射光线的位置关系,观察并比较折射角与入射角的大小关系。最终得出,折射光线与入射光线位于法线的两侧,折射角小于入射角。
3 优点以及创新点

3.1 组合型实验

通过设计一个组合型实验教具,用一些简单的容器来演示光的直线传播、光的反射、光的折射等实验。

3.2 化抽象为具体

本实验通过蚊香放出的烟以及清水中滴加黑墨水,分别在空气中和清水中形成显示光路的环境,使学生能够清晰地观察到射入空气和水中的光线以及由此产生的反射光线和折射光线,化抽象的光线为具体的“光线”,便于学生更好地理解和掌握光的直线传播、光的反射、光的折射等现象。

3.3 简单的光源要求

本实验是利用光在溶液和气体中的丁达尔效应来显示光路在均匀介质中沿直线传播的,对光源的要求较低。
本实验所用的光源,是普通的激光笔所发出的激光,操作简单,而且激光的强度大,实验效果好。

3.4 易推广

本实验所用的容器比较简便,如用光具盘来进行光的反射演示,比较笨重,且使用不方便。实验室所用的光源为激光笔,携带方便,相比实验所用的光源,无需外带的电源。本实验所用的实验器材都比较简便,且容易找到替代品,操作简单,现象明显,便于教师演示或者学生实验,易于推广。
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