初中物理實驗改進的實踐探索
——以光的直線傳播實驗為例

施玉華

（江蘇省阜寧縣實驗初級中學，江蘇 鹽城）

一、光的直線傳播實驗原型及存在問題

蘇科版教科書沒有安排關于光沿直線傳播的具體探究活動，教科書配以“林間的光柱”和“光在水中傳播”兩幅插圖，直觀地顯示了光在空氣中、水中的傳播路徑。在實際教學中，教師通常事先準備好實驗器材，讓學生上臺演示光的傳播路線，主要做三個實驗：分別將一束光射入到空氣、水和固體之中，觀察光在不同的介質中所發生的現象。其主要目的就是為了驗證光在均勻介質中是沿直線傳播的。其中，光在空氣和水中的實驗要求的條件是在暗室之中，由于這個條件在教室之中不適合演示，即使演示的話由于教室暗度不夠，實驗的現象不夠明顯，學生并不能夠直接而清晰地觀察到光路，實驗結果說服力不強，存在一定的不科學、不嚴謹的問題。這就需要對原有實驗進行改進，讓其在教室之內能夠操作，讓實驗過程更容易取材、更容易被學生直接地觀察，且實驗的過程和原理能夠為學生所清晰認知。

二、關于光的直線傳播實驗改進的實驗探索

（一）關于光在空氣中傳播實驗的改進

可以事先尋找一個空的礦泉水瓶，將瓶口擰開，然后點燃一支蚊香并將其放置于礦泉水瓶的瓶口處，當看到煙霧繚繞于礦泉水瓶口處時，利用激光筆將光線放置于瓶口處，讓其穿過煙霧，這樣我們就會發現中空氣中會有一條直線光路且非常清晰。

也可以用沾滿粉末的黑板擦在黑板上方進行磕碰，這樣粉筆末就會向下墜落，此時讓激光筆射出的光線對粉筆末進行穿越透射，同樣能夠在空氣中發現一條清晰且明顯的光線。

還可以選取一個保鮮盒，要求其具有較強的透明度，同樣在其內點上蚊香，并持續幾秒鐘的時間，確保保鮮盒內充滿煙霧，之后將蚊香取出，將保鮮盒的蓋子合上，然后借助激光筆，使其發出的射線射向保鮮盒的側部，這樣光在空氣中沿直線傳播的實驗結果就能夠得到充分證明。這一實驗改進后不僅有效避免了教室內光線強度較大、實驗操作演示效果不明顯的問題，而且在材料的選取上也非常容易，在實驗操作中步驟和程序也極為簡單，而且有效地達到了實驗的預期效果，學生觀察起來更直接、更清晰。

（二）關于光在水中傳播實驗的改進

這一實驗操作改進中，可以事先尋找一個裝滿清水的礦泉水瓶，在其中加入適量的肥皂水或者向其中滴入幾滴牛奶，通過這些物質的加入讓礦泉水瓶中的水呈現一定程度的渾濁狀態，然后讓激光筆射出的光線向水中進行射入，那么我們就能夠從瓶子的一側明顯地觀察到一條光路，且光路是筆直的。當然如果運用氦氖激光筆效果會更為明顯。這樣在實驗改進之后，擺脫了教室內暗度不夠、光線太強的問題，實驗器材選取極為容易，操作程序也并不復雜，較之改進前的實驗在效果上更為明顯、直觀。

有資料中運用水槽作為實驗工具，并向水中加入牛奶的改進方法，由于牛奶的散射顆粒相對較大，有時候在水槽玻璃的表面可能會出現一定的折射現象，造成實驗現象和結果不明顯的問題。因此在實驗中盡可能地用大量筒來代替水槽，而且向量筒中加入廣告色而不加入牛奶，這樣由于廣告色在水中的溶解性更好，在光的分散作用上更為明顯，整體的光路清晰度更高，而且量筒較之于水槽，在激光筆射出的光線由空氣進入到水的過程中，不會因為水槽表面玻璃的反射作用而導致光線反射，且進入到水中的光線總體上更多。而且在將廣告色放入到量筒的過程中，當廣告色未完全溶解、沒有完全均勻分布時，有廣告色的部分能夠清晰地看到光路，而清水之中則看不到，這就充分證明了能夠看見光路的地方是由于某種物體的反射作用造成的，在大量筒中加入廣告色也是利用其小顆粒對光進行散射這一原理，這樣就更清晰地觀察到了光路。由于黃色廣告色能夠對紅色進行反射，因此盡可能地選擇黃色的廣告色加入到水中。

（三）關于光在均勻介質中沿直線傳播的實驗證明

蘇科版提出的實驗結論是光在均勻介質中是沿直線傳播的。而上述的實驗演示操作并不能有效證明這個結論，需要對原有實驗進行改進。其主要改進方法就是找到一個鐵架臺并將激光筆固定于其上，確保激光筆射出的光線能夠達到遠處的一面墻上，此時學生觀察到的光路是固定的、沒有絲毫移動的，然后，找出一盞酒精燈，將其點燃并放置于激光筆之前的空氣之中，對空氣進行加熱，由于空氣被加熱后變得不均勻，不符合均勻介質的特征，學生觀察到光路也不再固定而是閃爍不定的。這樣的實驗就充分證明了光在空氣等介質中沿直線傳播的條件就是介質必須是均勻的，而且通過實驗學生也會對光沿直線傳播的條件和過程有著更為深刻的認知與理解。

三、結束語

初中物理中的很多實驗，只要按照原有實驗的思路，采用一些替代性的材料，再加上一些必要的輔助材料，實驗便會更便于操作和演示，實驗過程中的取材更容易、更便利，實驗的效果會更可觀、更明顯。在初中物理教學中，教師應當鼓勵和支持學生對實驗的操作，特別是實驗的改進進行大膽的嘗試和探索，讓實驗更好地服務于初中物理教學。

［1］陳家勝.對光直線傳播實驗的改進［J］.自然科學，2011（6）.

［2］李金華.光的直線傳播實驗的改進［J］.物理教學探討，2015（2）.