光的反射规律探究实验中的一些改进

光的反射规律探究实验中的一些改进江苏省南京市秦淮区第三初级中学物理组（210000）徐正1 实验内容及问题所在1.1 实验目的总结光射到物体表面上发生反射的规律：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内， 反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角。1.2 实验器材（ 1）光的反射演示器，其结构如图1 所示， M 是一块平面镜，镶在一块木板上，白色光屏E垂直固定在木板上，白色光屏F可以绕垂 直于镜面的ONM转动，E、F屏上画有以。为圆心的圆弧，上面标有 刻度。（ 2）激光笔，射出的光辉可做入射光线。1.3 实验过程和方法探究并验证反射光线跟入射光线和法线在同一平面内这一结论， 通 常都是：调整光源的位置，使一束光沿平面E内任一直线AO射到平面镜上的。点。在平面F处观察其上的反射光线，然后绕 ONB转动 平面F （一般都是向后翻折），这样使得平面E和F不在同一面上， 再观察 F 上是否有反射光线。若没有，就可以得出结论：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内。但是这里就存在一个逻辑问题，学生往往会问：当 F 面翻折后，反 射光线为什么就不会移动呢？其实它可以向任何方向移动， 只是没有落在 F 面上罢了。 单凭着观察F 面上无反射光线是不足以说明它仍在原处的。2 改进措施2.1 措施一将本操作的顺序反过来施行，先在E面上朝着M入射一束光线AQ 然后将F面绕ON轴前后旋转，让学生观察，F面旋转到什么样的位 置时出现了反射光线。 这样很明显， 只有当平面F 和平面 E 在同一平面内时，才会出现。这时教师再总结，显示光路的两个光屏在同一平面了，那么其上的反射光线、入射光线和法线也在同一平面内。2.2 措施二因为平面在空间上具有延展性， 所以仍旧是原本的操作顺序， 当把F 面翻折后，将E 面向 F 面原来所处的位置平行移动，相当于将E 面延展开去，再观察E 面上有无反射光线。2.3 措施三实验器材的改进，就是当F面翻折后，用一张白纸摆在F面的原处，和 E 面处于同一平面， 然后再观察反射光线。 这样的操作其实是措施二的另外一种方式，把理论上的物理解释转为现象上的简单操作。2.4 措施四这是较为复杂的一种方法。 如图 2 在光屏 F 上垂直放一块白板 （可用支架固定） ，当反射光线射到白板上后会在其上呈现光点，然后翻折F,如果反射光线移动，光点也会随之移动。3 思考光的反射实验是初中生建立光线概念后的初次空间认识， 包括角度关系和光线位置关系， 因为初中生没有接触到立体几何， 所以对线面关系认识不够。如果不做探究实验，单凭教师的语言讲解，只会将问题复杂化、 繁琐化。 以上的 4 个改进起到了避免产生新问题和解释旧问题的作用。收稿日期： 2021-03-15