关于《演示光的反射与折射现象》的创新实验

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  摘要:光的反射与折射现象是物理教学中的一个基本物理现象,之前这样的教学实验比较单一,课本上的也比较笼统,现在我们做了一个小创新,来进行讲解演示。
  关键词:反射与折射;光学实验;创新
  一、器材选用及制作
  1.激光笔。采用的激光笔型号为“sd laser 302”绿光笔,标称功率5000mw。因其功率大,实验效果非常明显。
  2.拉光器。取一段pvc水管并插入一小段细玻璃棒(如图1所示),细成拉光器,可以点状传播的激光沿线状传播,线状光束易在光屏上呈现出光的传播路径(如图2所示)。
  3.光具盘。把半圆形玻璃砖固定在带有角刻度的圆盘上,组成光具盘。
  4.强磁铁5牧,硬币4牧,铁夹子一个。
  二、仪器的使用
  1.固定光具盘。用强磁铁吸着硬币把光具盘固定在黑板上。
  2.固定激光笔。激光笔套上拉光器,用铁夹子夹住,再用强磁铁吸在黑板上。
  3观察光的传播路线。打开激光笔,调整入射光线,学生可以清晰看到光的传播路线,通过此装置可以探究光的反射定律,也可以直观地看到光的折射现象、光的全反射现象(如图3所示)。
  三、实验演示及现象
  1.演示光的反射现象。调整光具盘的位置,使光线从玻璃的圆心处射向玻璃砖,可以看到光被半玻璃砖反射后的光线。通过角度盘读数发现入射角等于反射角,再次调整入射角的角度,仍有入射角等于反射角现象。验证了光的反射定律。
  2.光的折射率的探究。调整光具盘的位置,使光线从玻璃的圆心处射人玻璃砖,可以看到光沿半玻璃砖半径方向传播,读出光线的入射角和在玻璃中的折射角,填入下列记录表中。改变不同的入射角,可以读出相应的折射角。
  求出相应的入射角、折射角的正弦值。作sinO-sinc,坐标系,把各组别数据对应的点标好,可以发现,在一定的误差范围内,这些点处在经过原点的同一条直线上。验证了光的折射定律的正确性。
  3.演示光的全反射现象。调整光具盘的位置,使光线从玻璃的圆心处射入玻璃砖,可以看到光沿半玻璃砖半径方向传播,增大入射角,在玻璃中的折射角也随之增大,但是玻璃中的折射角始终比空气中入射角小,不会发生全反射现象。
  调整光具盘的位置,使光沿半玻璃砖半径方向传播,光线从玻璃的圆心处射出玻璃砖,可以看到,增大入射角,在玻璃中的折射角也随之增大,当玻璃中的折射角增大到某一值之后,折射光消失。
  说明要发生全反射现象要求光从光密射向光疏,且入射角必须大于某一临界角。
  四、注意事项
  1.激光强度高,一定要安全使用,不能將激光束直接打在师生的眼睛上,否则会使人致盲。
  2.磁铁要用强磁铁,在固定光具盘时用磁铁加硬币更好固定光具盘防止掉落。
  3.激光笔不能长时间工作,十几秒就得关闭,防止激光笔损坏。
  五、创新点
  1.用激光笔并通过拉光做实验,光路非常清晰,可以在不关闭门窗情况下在教室里做实验。
  2.把装置固定在黑板上,装置结构简单,易操作,同时便于学生观察。
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