關(guān)于《光的反射》教材的再處理

沈達(dá)偉

摘要：關(guān)于光的反射，利用功率更大的激光筆直觀地顯示反射現(xiàn)象，并用細(xì)線來留下光路痕跡，然后進(jìn)行直觀探究.并對(duì)法線提出引入的理由，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加有意義.

關(guān)鍵詞：光的反射；法線；探究

1《光的反射》蘇科版教材的處理

探究光的反射規(guī)律時(shí)，蘇科版物理教材給出的思路是先探究三線共面，然后兩角的關(guān)系.這種探究符合思維的邏輯性.但筆者認(rèn)為其中有些細(xì)節(jié)處值得商榷：

1.1關(guān)于三線共面的處理

圖1教材中為了探究三線共面，使用可繞中央軸旋轉(zhuǎn)的白色紙板（圖1），用激光筆緊貼紙板A射向鏡面上的O點(diǎn)，并將紙板B繞接縫ON向前或向后翻折……

問題：使用紙板的目的：一是為了顯示光路，二是為了說明三線共面.其中缺點(diǎn)在于學(xué)生對(duì)于光的反射觀察并不直觀，而且操作難度較大.廣大教師為了更好地實(shí)驗(yàn)，通常在激光筆前端綁一個(gè)圓柱形玻璃棒，將線光源變?yōu)槊婀庠矗@樣做引起一個(gè)問題，就是當(dāng)紙板向前翻折時(shí)，紙板B上也會(huì)出現(xiàn)光束（由于光源的問題）.

1.2關(guān)于法線的提出

教材中對(duì)于法線、入射角、反射角是以信息快遞的形式提供，這樣使得法線的概念強(qiáng)加給學(xué)生，引起的結(jié)果就是在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)于入射角、反射角理解不深，經(jīng)常性地認(rèn)為是入射光線（反射光線）與鏡面的夾角.

2對(duì)教材的重新處理

2.1讓光的反射在學(xué)生腦海中直觀全面呈現(xiàn)

現(xiàn)在的大功率激光筆，不需要紙板、水霧、煙等來顯示光路，只需將教室的窗簾關(guān)起，直接在空氣中用激光筆照射平面鏡，學(xué)生仍然可以直觀的觀察到現(xiàn)象，并且改變?nèi)肷涔獾慕嵌龋瓷涔獾慕嵌入S之改變.這樣處理后的結(jié)果是光的反射現(xiàn)象在學(xué)生的腦海中形成一個(gè)直觀的現(xiàn)象，并且讓學(xué)生直觀地觀察到一束入射光斜射到平面鏡上，只有一束特定方向的反射光，并無其它方向的反射光束.

2.2用細(xì)線固化光路，直觀探究

這里所用的器材有：大功率激光筆、平面鏡、鐵架臺(tái)2個(gè)、夾子若干、透明塑料板、細(xì)線、強(qiáng)磁鐵、小螺帽、細(xì)線、記號(hào)筆、具有一定厚度的長(zhǎng)方體盒子.具體的裝置如圖2所示（圖中1是鐵架臺(tái)，2是激光筆，3是強(qiáng)磁鐵，4是平面鏡，5是透明塑料板，6是細(xì)線）.

圖2具體做法：平面鏡下放置強(qiáng)磁鐵，同時(shí)在鏡面上用記號(hào)筆做好標(biāo)記（標(biāo)記的下方是放強(qiáng)磁鐵的位置），作為入射光的入射點(diǎn).調(diào)整激光筆的角度，使光束照到平面鏡的標(biāo)記處，發(fā)現(xiàn)入射光會(huì)在透明塑料板上照出一個(gè)光斑，同時(shí)用記號(hào)筆記錄塑料板上光斑的位置，并放置一個(gè)強(qiáng)磁鐵在塑料板的標(biāo)記處.找一根細(xì)線，上面穿有兩個(gè)小的螺帽，其中一端螺帽是固定的（被強(qiáng)磁鐵吸引在塑料板上），另一個(gè)螺帽不固定，被平面鏡下的強(qiáng)磁鐵吸引.將細(xì)線繃緊，另一端用磁鐵固定在激光筆的頭部.至此，剛才的光路用細(xì)線將其固定起來，而其中的原理學(xué)生也很清楚：光在同種均勻介質(zhì)（空氣）中沿直線傳播和兩點(diǎn)確定一條直線.

下面就是來探究入射光、反射光與平面鏡的位置關(guān)系.當(dāng)線固定好后，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩根線與平面鏡的關(guān)系，可以用帶有一定厚度的長(zhǎng)方體盒子來輔助理解.當(dāng)細(xì)線完全貼合在長(zhǎng)方體盒子的

一側(cè)面時(shí)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)方體盒子底部完全貼合平面鏡，即兩線所在的平面與鏡面垂直.接下來可以引導(dǎo)學(xué)生，如果反射光不是在此刻的位置，情況會(huì)怎樣？可以通過移動(dòng)塑料板與平面鏡之間的細(xì)線來模擬，保證細(xì)線與鏡面夾角大致相同（學(xué)生在觀察時(shí)有這樣的直觀感受），發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩部分線與盒子一面貼合時(shí)，盒子的底部已經(jīng)和平面鏡之間有一定的夾角（即盒子底部不完全貼合平面鏡），圖3從而說明入射光與反射光組成的平面應(yīng)該與鏡面垂直（如圖3是兩種情況的盒子的側(cè)視圖，圖3中左圖是盒子底部與平面鏡貼合，右圖是盒子底部與平面鏡有一定的夾角）.

2.3關(guān)于法線的說明

對(duì)于光學(xué)中引入法線，筆者認(rèn)為可以從三個(gè)方面加以說明引入法線的必要性.

2.3.1描述面的方便

如果不引入法線，那么描述時(shí)必須要說明反射光線和入射光線所在的平面與鏡面垂直，不如三線共面來得簡(jiǎn)潔.

2.3.2描述角度的方便

如果不引入法線，那么反射角（入射角）可能要規(guī)定為反射光線（入射光線）與界面的夾角，若界面不是平面，而是弧面，反射角（入射角）又該怎么測(cè)量？有的人認(rèn)為那就用入射點(diǎn)處外部的切面來表示，但這樣也增加了理解的難度.

2.3.3光學(xué)規(guī)則的統(tǒng)一

如果不引入法線，角度定義為反射光線（入射光線）與界面（或切面）的夾角，那么在光的折射規(guī)律中，如何定義折射角呢？怎樣從折射規(guī)律中明確折射光線的位置？那時(shí)可能又要有更多的定義，這不符合物理規(guī)律的簡(jiǎn)潔性.

3感想

教學(xué)有法，教無定法，教材是教師進(jìn)行備課的重要參考材料，在備教材時(shí)既不能奉教材為至高無上的準(zhǔn)則，不能越雷池一步，更不能無視教材.要弄懂教材的做法，再結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況和自己的理解，有目的、創(chuàng)新地使用教材，最終達(dá)到理想的教學(xué)效果.

參考文獻(xiàn)：

[1]劉炳昇，李容.蘇科版物理八上教科書[M] .江蘇：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社.