光的直線傳播實驗創新

◎浙江省臺州市路橋區新橋鎮中心小學 施曉益

一、教材中實驗的不足

教科版小學五年級上冊科學第二單元第3 課《光是怎樣傳播的》中設計了這樣一個實驗：在3 張長方形卡紙的同一位置分別打一個孔，與硬幣差不多大，分別用夾子夾住每張卡紙，并將它們立在桌上，排成整齊的一列，使卡紙上的小孔在一條直線上，相鄰的卡紙間隔15 厘米。接著，在最后一張卡紙后面約15 厘米的地方放一張沒有打孔的卡紙作為屏，把手電筒放置在離自己最近的卡紙前一定距離處，讓手電筒的光射入小孔，這時我們在紙屏上發現了什么？

圖1 教材中的實驗原型

在實際教學中，我發現教材中的實驗存在以下問題：

1. 實驗操作較難。在操作過程中很難保證卡紙上的小孔在同一條直線上。卡紙擺放要求嚴格，且卡紙立不太穩，學生很難控制它們之間的距離，實驗效果較差。

2. 學生不能很好地觀察光的傳播路徑，感知模糊。

3. 手電筒的光束發散，直觀性不強。

4. 實驗環境要求高，需要在較暗的環境下進行。

基于這些問題，我對實驗教具進行改進，對實驗進行創新，使實驗效果更加明顯，實驗效率更高。

二、實驗創新

實驗材料：

激光筆、鐵絲、蚊帳、夾子、熱熔膠棒、剪刀

圖2 實驗設計圖

實驗過程：

1. 用鐵絲制作幾個大小相同的鐵絲圈，用剪刀將蚊帳剪成比鐵絲圈略大、形狀相同的幾塊。

2. 將剪下來的蚊帳展開，用熱熔膠棒把它們粘在鐵絲圈上。

圖3 粘有蚊帳的鐵絲圈和夾子

3. 分別用夾子將每個粘有蚊帳的鐵絲圈夾住，然后把鐵絲圈都立在桌子上，排成整齊的一列，相鄰的鐵絲圈間隔5 厘米左右。

4. 在最后一個粘有蚊帳的鐵絲圈后放一張卡紙作為屏。

5. 用激光筆對準離自己最近的一個粘有蚊帳的鐵絲圈，打開激光筆，觀察光束的傳播路徑，得出實驗結論。

圖4 在較暗環境下的實驗效果

圖5 在光亮環境下的實驗效果

實驗總結：

這個實驗在以下幾個方面進行了改進：

1. 電源改進：把手電筒換成激光筆，光束集中，直觀性強，易觀察。

2. 材料改進：鐵絲和蚊帳都是生活中常見的材料，易得且能再利用。

3. 操作方法改進：將鐵絲和蚊帳制成特別的鐵絲圈，并將其間隔一定的距離整齊地排列，激光筆的光平行射出后，我們可以非常直觀地看到光的直線傳播路徑。特制的鐵絲圈數量越多，實驗效果越明顯。

改進后的實驗優點：

1. 不受天氣影響，無論在黑暗的環境下還是明亮的環境下，都可進行實驗。

2. 實驗操作難度降低。將夾住鐵絲圈的夾子的尾柄彈簧鋼絲卡展開，相鄰夾子的尾柄彈簧鋼絲卡緊挨在一起，就不會出現鐵絲圈排列不整齊的問題。蚊帳上的小孔都是均勻分布的。

3.材料重復利用率高，實驗現象明顯。通過一個個相距不遠的光點，我們可以比較直觀地看到光的傳播路徑。