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【物理素材】魔幻的光【四】  

2014-11-21 06:06:21|  分类: 物理教学素材 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【物理素材】魔幻的光【四】





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【物理素材】魔幻的光【四】 






“看不见的光”教学片断




“看不见的光”教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺


太阳光能使物体发热。在光的色散实验中,我们知道太阳光可以分解为各种色光。猜猜哪种色光的发热本领大?用温度计测一测,注意以下几点效果会明显:⑴温度计的玻璃泡涂黑,因为黑色物体吸收各种光,温度升高明显。⑵温度计离三棱镜近一些。⑶根据玻璃泡在光屏上的影子确定所在位置。

 

老师:你观察到不同区域温度计示数有什么变化情况?有什么不同?

 

学生:红光外侧温度升高最明显,紫光外侧温度升高最不明显。

 

老师:这些现象说明了什么道理?

 

学生:红光外侧可能还有某种具有热效应的看不见的光。

 

老师:通过事物的各种效应来研究不能直接感知的事物的方法,叫做转换法。

 

老师:人眼能感觉到特定频率范围内的光,即人眼能看到的光,称为可见光,人眼无法看见的光称为不可见光。

 

老师:红外线具有热效应,能使被照射的物体发热。太阳的热主要就是通过红外线的形式传送到地球的。物体能吸收红外线,也能向外辐射红外线。一切物体都在不停地向外辐射红外线,不同温度的物体向外辐射的红外线强度不同。另外,红外线穿透云雾的能力较强。

 

关于红外线的应用,学生阅读后举例:红外线探测器(遥感)、响尾蛇导弹、红外线夜视仪、红外线摄像(照相)机、遥控器等。

 

老师:既然红光外侧存在红外线,那么紫光外侧是否存在紫外线呢?(老师将用荧光笔写有“紫外线”字样的纸条展示给学生看)。

 

老师:你看见了什么?

 

学生:一张白色的纸条。

 

老师:(将纸条放在色散实验的紫光外侧)你又看到了什么呢?还是一张白纸吗?

 

学生:我看见了纸上写的字是“紫外线”。

 

老师:紫外线最显著的特点就是它能使荧光物质发光,紫外线还能灭菌。

 

关于紫外线与人类生活,学生看书了解:适度的紫外线照射有益健康,而过量的紫外线照射会有损人体健康,所以必须注意防护。防护的具体方法:防紫外线面罩、防紫外线眼镜、防紫外线伞等等。




“光的折射”教学片断




“光的折射”教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺

学生实验1:在碗中盛满水,把筷子斜插到碗的底部,从侧面斜视水面,会发现水中的筷子看上去好像向上弯折了。

 

学生实验2:准备两个相同的杯子(最好杯底带有图案),一个不加水,一个加满水,让学生从一旁观察杯底的图案,图案好像升高了。

 

老师:出现上述不可思议的现象,是因为光在水和空气中传播时发生了一种光现象。为便于研究,需要光源──激光笔,还需要把光在空气和水中的路径显示出来。你有什么办法?

 

学生:在水中加些牛奶或肥皂水,可以显示光在水中的路径。在水面上方喷烟雾,或者利用热开水上面的“白汽”,可以显示光在空气中的路径。这都是利用了漫反射的道理。

 

老师:很好。(进行实验:将激光笔固定在铁架台上,往水槽内加一定量的开水,把激光笔发出的光射向热开水上面的“白汽”中),能观察到什么现象?

 

学生:光沿直线传播。

 

老师:请同学们猜猜,如果光从空气射入水中,光是否还沿直线传播?老师接着演示:将激光笔发出的光从不同角度斜射入水中,让学生观察,光束在空气中和在水中的径迹。

 

学生:光从空气斜射向水面时,会有一部分光反射回空气中,还有一部分光进入水中,但传播方向发生偏折。

 

老师:观察得很仔细!能把你观察到的画在纸上吗?画的时候要画出空气和水的分界面,过入射点的法线,画准向哪偏折。结合图,讲解光的折射现象的定义,了解入射光线、折射光线、法线、入射角、折射角等有关名词。要特别指出,折射角是折射光线与法线的夹角。

 

通过上面实验的观察,尝试总结出光从空气斜射入水中时的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内;折射光线和入射光线分居法线两侧;光从空气斜射入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角。

 

借助上面的实验装置,还可以通过观察得出:入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质表面时,传播方向不变。

 

老师:我们已经知道,光在发生反射时,光路是可逆的。那么发生折射时,光路是否可逆呢?(实验:试着用另外一个激光笔,从水槽底部,逆着第一个激光笔在水中的折射光线的方向,看它的折射光线能否与第一个激光笔在空气中的入射光线重合?如果重合,说明什么?

 

学生:说明在发生折射时,光路是可逆的。

 

老师:画出光从水斜射向空气中的光路图,能否总结出折射规律?

 

学生:光从水斜射向空气中,折射光线远离法线,即折射角大于入射角。

 

老师:大家知道玻璃也是透光的,光从空气射入玻璃,以上折射规律在玻璃中是否成立呢?你可以先猜想,再实验,画出图,最后总结。为了显示进入玻璃砖前后的入射光线和出射光线,可以在玻璃砖周围制造些烟雾。

 

引导学生总结出以下结论:光从空气斜射入水或玻璃时,折射角小于入射角;光从水或玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角。

 

老师:一会是“折射角小于入射角”,一会是“折射角大于入射角”,老师都搞混了,你们能不能发现两种情况有什么共同之处?

 

学生:不论入射角还是折射角,只要该角是在空气中,这个角都是大的。

 

老师:太好了,很好记。简记为“空气中的角总是大的”。

 

老师:现在同学们明白了水中筷子看上去好像向上弯折,水中的图案升高的原因吗?

 

学生:都是光的折射造成的。

 

老师:具体情况如图所示,从碗底S点发出的光线,由水进入空气时,在水面上会发生折射,折射角大于入射角,折射光线进入人眼,人眼逆着折射光线的方向看去,觉得这些光线好像是从它们反向延长线交点S′发出来的。S′就是S升高的虚像,所以,人看上去盛水的碗底好像变浅了。

 

【物理素材】魔幻的光(四) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

老师:你们认为渔民用叉瞄准水中的鱼能叉到鱼吗?

 

学生:不能,因为看到的是鱼升高的虚像,实际的鱼在看到的鱼的下方。所以只有瞄准鱼的下方才能把鱼叉到。

 

老师:大家看,物理就是这么有用。光的折射现象不仅能发生在两种介质中,同种不均匀介质(如大气)中也能发生光的折射。大气中的折射现象:太阳变形、海市蜃楼、星光闪烁、当太阳还在地平线以下时,人们已经看到它等。





“镜面反射和漫反射”教学片断





“镜面反射和漫反射”教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺

老师:光射到任何物体的表面都能发生反射,不同的表面对光的反射是不一样的。演示:用镜子和白纸分别反射太阳光。为什么镜子反射的光很强,白纸反射的光很弱呢?

 

指导学生作图:平行光分别入射到光滑和粗糙的物体表面时反射光的情况。

 

老师:两者的反射光有何区别?两者的明亮程度有何不同?

 

学生:通过光滑物体的反射光仍是平行的,光集中射向一个方向,所以特别明亮。不过若眼睛不在反射光的方向上,则物体看上去就是黑的。通过粗糙物体的反射光是向着各个方向的,所以能使我们从各个方向看到物体。

 

老师:很好。物体表面光滑时产生镜面反射;物体表面粗糙时,发生漫反射。漫反射和镜面反射都遵守光的反射定律。漫反射的“漫”能不能写成“慢”?

 

学生:“漫”表示没有一定的方向,比如“漫无目的”,换成“慢”就没有这个含义了。

 

老师:对的,物理中术语的字词是有特定含义的,不要写错。









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