如何提高光学演示实验效果

如何提高光学演示实验效果

湖北省谷城县庙滩二中汪拥军

在《物理新课程标准》中，很多教学内容要通过科学探究活动来学习，因此要求逐步做到大部分物理课在实验室中进行。学校和教师应该根据标准的要求安排足够的学生实验和演示实验。但有些实验操作起来效果不佳，像初中物理光学部分，课堂演示实验十分重要，光的传播规律、光的反射规律、光的折射步规律都需要在实验的基础上总结而出，实验的效果好与坏，直接影响着课堂教学效果。这部分的实验虽然好做，但在实际进行这部分教学时，教师们发现在做演示实验时存在一个十分突出的问题，就是演示效果不够理想。主要原因是光线强度不够，在教室里演示时，学生很难看清，只有在遮光的实验室里才能清晰地看到实验现象，给学生的实验探究带来许多不便。为了解决这一问题，本人在多年的教学实践中，用以下几种方法来提高光线可见度，取得了很好的效果，现介绍如下，供同行们在教学中参考。

一、改进实验光源

1、因地制宜，巧取太阳光为光源

太阳光线亮度高，易取用，不需复杂的设备。在晴好的天气宜采用，效果很好。因初中物理教材安排的光学部分教学时间在九月末至十月初，这段时间天气一般都以晴好为主，因此这一筒单方法很实用。具体做法是用一平面镜在室外取一束太阳光射入教室内讲台上光具座的光拦处，仔细调节光线方向和光具座，即可在光具盘上得到一条或几条明亮的平行光线进行光的反射或折射实验，它的效果是其它光源难以达到的。使用此法还可使学生对太阳是光源，太阳光线是平行光线有进一步的认识。它的不足方面一是受天气的限制，不能全天候使用，二是在具体使用时由于地球的自转，光线的方向会发生变化，需要及时调整平面镜的角度，以保证实验的顺利进行。

2、就地取材，用其它强光源代替平行光源

⑴、巧用旧放映机、幻灯机作源

放映机、幻灯机的光线很强，亮度也很高，用来做光源比实验室里的平行光源要好很多，在教室里完全可以满足演示实验的需要。用它们可做以下演示实验

⑴光的直线传播及影子的形成实验。演示时直接把它们处于放映状态即可，不需使用胶片，通过学生观察光路就能看到光是沿着直线传播。再让学生在光线里做不同的手势形状，观察手的迎光面和背光面及手在墙上的影子，可方便地进行影子形成原因的教学，这是其它光源所不可及的优势。⑵通过光具座上的光拦取光线做光的反射规律、光的折射初步规律的实验。做法是将放映机、幻灯机放在原平行光源的位置，仔细调节放映机或幻灯机镜头的位置及光具座光拦上的遮光片，在光具盘上得到一条或几条较亮较细的光线进行实验。此法较为实用，且适用范围广但要注意使用时要调节好镜头和光具座，使得到的光线最细、最亮，否则因光的衍射易出现光线过粗过散，不够平行，影响实验效果。⑶此法还可进行凸透镜成像规律在幻灯机中应用的教学，由于光线强，且是现场演示，对学生理解幻灯机的原理很有好处，通过比较幻灯片和像的大小，幻灯片到镜头和镜头到屏幕的距离，幻灯片的正插与倒插和屏幕上像的倒正，学生很容易明确幻灯机中凸透镜成像规律。

⑵利用投影仪做光源

投影仪在普通初中非常普遍，用它做光源也很筒便，选用时以立卧两用的为最好，取卧式放置，方法和用幻灯机作光源相同。只是得到的光线虽然比平行光源的光线要强，但没有太阳光和放映机、幻灯机的光线理想，在上述方法不能选用时可考虑用此方法，

二、改进实验介质

在光的传播过程中，光线照射到微粒时，如果微粒大于入射光波长很多倍，则发生光的反射；如果微粒小于入射光波长，则发生光的散射。这就是丁达尔现象。由于可见光的波长在400－700nm之间，而溶胶的粒子大小在1－100nm之间，当可见光透过溶胶时会产生明显的散射作用.而对纯水、洁净的空气、溶液，虽然分子或离子更小，但因散射光的强度随散射粒子体积的减小而明显减弱，因此，它们对光的散射作用很微弱，光在通过时就看不清楚。在做光学实验时，可利用上述的丁达尔现象，改变光的传播介质，让光线在胶体中传播。具体操作方法是：光的直线传播和光的反射实验可用Fe(OH)3溶胶直接演示，光的折射实验需用刚制好的上述溶胶，因为此时溶胶上方有水蒸气，这是很好的气溶胶。在上方用激光灯照射，光线在气溶胶中呈现出来，进入液溶胶中的光线，则发生明显的折射。

溶胶的配制方法很简单，将60mI的蒸馏水煮沸后移去酒精灯，立即加入0．2克FeCI3晶体，搅拌均匀后即得到红竭色的Fe(OH)3溶胶。若需胶体较多，可按此比例进行扩大。

三、改进实验手段

1、利用多媒体课件来展示

多媒体课件以其形象、直观受到广大教师的欢迎，原因就是多媒体课件利用快录、慢录、显微摄影等技术手段拍摄的音像资料，以及动画处理，向学生展示物理过程的细节，把学生在实验中不好完成的实验过程和观察不清的现象清晰完整地显现出来，从而达到实验的目的。这是其它手段所不能达到的效果，也是现在使用新教材，体现新的教学理念，实现新的课程目标所应采用的新的教学手段。

2、利用计算机多媒体软件来显示

计算机多媒体软件以其交互性和超文本链接的能力显示了它在科学教育中的巨大发展潜力。在物理课的学习中提倡智能型软件，学生输入条件后它按照科学规律自动给出正确的情境。例如，凸透镜的焦距由学生给出后，用鼠标拖动“物体”计算机就按科学规律给出物体的像，其位置、大小、正倒、虚倒都由计算机正确地呈现出来。这种教学软件可以丰富学生对于物理情境的感性认识，深化对于科学规律的理解。对于中学实验中不好完成的实验，这类手段的意义更为重要。