光路演示仪的制作，本文主要内容关键词为：演示论文,光路论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
从教学视角看，光路在初中物理的光学教学中发挥着至关重要的作用。为此，笔者结合初中物理教学实际，经反复试验，自制了一款光路演示仪辅助教学，取得了较好的教学效果，受到了师生的欢迎。下面，笔者简介其制作过程，并推荐几种使用方法，希望引起读者的兴趣。 一、传统光学演示实验在教学中的弊端 如图1所示，传统光学演示实验主要从平面上让学生发现物理规律。为增加实验效果，实验时必须拉上窗帘且室内要关灯。即使这样，受实验条件限制，部分光路仍然很难显现。另外，这些实验仅能让学生从平面上认识光的路线，其头脑中并未形成立体的光路概念。
二、巧用身边器材自制光路演示仪 1.如图2-a所示，取一只废弃煮蛋器，去除内部的加热部分；将实验室已遗弃的圆铁块底座黏附在煮蛋器的底部，起稳定作用；用玻璃胶在铁底座上黏附一盘蚊香，目的是用蚊烟显示空气中的光路。 2.去除煮蛋器中间铁传热层已上锈部分，再在其上涂上油漆，起通烟和防锈作用；在一块小圆平面镜背面贴上泡沫板，并将其整体黏贴在铁传热层正面，使该小圆平面镜起支撑台面与反射镜面的作用。
3.取40 cm长的8号铁丝一根，在其外面套上塑料管以防生锈；将其一端穿过煮蛋器的底部小孔，并旋绕固定在煮蛋器的底部；再取长度约为6 cm、直径约为5 cm的一根不锈钢管，切开侧面，将开口处扳平，并在扳平处打孔再装入螺钉和螺母（该整体装置作为套筒以紧固激光手电），最后将不锈钢管套筒焊接在铁丝的另一端，具体如图2-b所示。 4.在“淘宝网”上购得300 mW大功率绿色激光手电筒一只，将其放入不锈钢管内，调整好放入距离并用螺钉、螺母旋紧固定好。 5.点燃蚊香，依次将煮蛋器的中层塑料圈、黏有平面镜的加热铁层安装好；把一个球形的玻璃鱼缸作为玻璃罩子盖在加热铁层上，打开激光手电筒的开关，调整铁丝和激光手电筒的角度，瞬间可显现出明亮的光路，如图2-c所示。 三、自制光路演示仪的使用方法 1.演示光在介质中的传播路径。 （1）点燃蚊香，装好器材，调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光水平射入玻璃罩内，此时可看到光在气体中沿直线传播。 （2）向一个小玻璃鱼缸内倒入水，再滴入2～3滴牛奶并搅拌均匀，又将小玻璃鱼缸放在演示仪的玻璃支撑台面上，调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光水平射入鱼缸内，此时可看到光在液体中沿直线传播。 （3）向一个小塑料容器内倒入水，再滴入2～3滴牛奶并搅拌均匀，随后放入冰箱中进行冷冻，待成冰后从塑料容器中取出并放在演示仪的玻璃支撑台面上，调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光水平射入冰块，此时可看到光在固体中沿直线传播。上述演示实验的示意图见图3。
如果向小玻璃鱼缸中加水，并轻轻放入1/3缸的白糖（要求白糖平铺在缸中，不搅拌），待1 h后将装了糖水的小玻璃鱼缸轻放在演示仪的平面镜支撑台面上，调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光从缸的下方贴近糖的表面斜向上射入缸内，此时就可看到激光在不均匀的液体中沿曲线传播，如图4所示。如果光路显示得不明显，操作者可向糖水中滴入一滴牛奶，过一会儿，即可显示出明亮的光路。
2.演示光的反射路径。如图5所示，点燃蚊香，装好器材，调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光从上方倾斜射入玻璃罩内的平面镜上，此时可看到光的反射现象；调整激光的入射角度，则可看到反射光的角度也在对应地发生变化。
3.演示光的折射路径。如图6所示，点燃蚊香，装好器材，向小玻璃鱼缸内倒入水，滴入2～3滴牛奶并搅拌均匀，放入大玻璃罩中（玻璃罩内的平面镜上可事先放上一张相同大小的纸板，以防光线在平面镜上发生反射），调整铁丝和激光手电筒的角度，使激光从上方斜射入玻璃罩内，此时可看到光在空气和水的分界面上发生折射现象。
4.演示光路的可逆。在上述演示实验中，多数可在出射光线的终端且垂直于光线方向安放一块平面镜，目的是使光线反射后沿原路返回（图7），从而演示光路的可逆现象。
在演示如图6所示的光的折射现象时，如果将玻璃器罩内平面镜上的纸板取走，适当调整铁丝和激光手电筒的角度，则可看到如图8所示的光的对称逆折射现象。 四、关于自制光路演示仪的几点说明 1.优点分析。在上述实验中，激光手电筒所发出的激光亮度很强，若在空气中适当喷一些烟雾或向水中滴入几滴牛奶，即可显示出清晰的光路，而无须拉上窗帘和关灯，使学生在正常情况下就可清晰地看到实验效果。因为光路是在立体空间显现出来的，所以在演示时教师可慢慢水平转动仪器的摆放位置（或让学生从各个角度进行观察），从而让学生在三维空间上认识光路。
该演示仪具有器材选用方便、制作简单等优点，非常适合教师甚至学生进行课后制作。如果将煮蛋器换成大盆，外面的玻璃罩对应地换成大玻璃鱼缸或透明球形灯罩，即对仪器进行放大制作，就能明显地提高实验的演示效果。 2.缺点分析。因为自制演示仪的表面无法标注刻度，所以无法定量分析实验数据，而只能凭借实验现象大概得出实验结论。 由于在实验中采用了玻璃容器与平面镜，这就不可避免地会出现若干附加的反射光线。笔者要强调的是，虽然附加的反射光线非常微弱，但仍然会影响到实验效果。因此，在进行上述演示实验时，教师要适当地调整入射光的角度，即尽量让出现的附加反射光线变暗甚至消失。 3.演示实验应与分组实验相结合。该光路演示仪在课堂上只能起演示作用，为此教师还必须让学生利用如图9所示的精密实验器材进行探究，做到演示实验与分组实验相结合，以起到画龙点睛的作用。
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