初中物理光学实验改进

初中物理光学实验改进常量（江苏省淮阴中学）物理学科是一门以实验为基础的学科。在中学物理教学中，一个好的实验不仅能激发学生的学习兴趣和探究热情，更能使教学生动、形象。对于初中物理光学部分知识的教学，做好光学实验显得尤为重要。教学过程中通过观察日常生活中物理现象，引导学生改进实验，设计小实验，使课堂教学效果得到比较显著的提高。下面就初中光学教学中对光学实验的改进做法与大家一起交流。一、色光的混合苏科版初二物理探究色光的混合时做了这样一个实验图1器材：红、绿、蓝玻璃纸各一张、三个手电筒步骤：以三个手电筒做光源，用红、绿、蓝玻璃纸蒙在手电筒前可得到红光、绿光、蓝光，投射到白纸上。调整角度让两种或三种色光进行混合，如图1所示观察混合后色光的颜色。图1缺点：不同的手电筒产生的光在亮度、饱和度等方面存在差异，这样就会影响到效果。还有玻璃片的颜色是否纯正也会影响观察到的效果。而且三种色光混合后得到白光很不理想。因此我对实验进行了一些改进。改进方法一：改进器材：投影仪、2个平面镜实验步骤：1、利用PPT,如图2所示在投影屏幕上打出红绿蓝三种色光的光带。2、若需要两种色光的混合,例如：红光和蓝光混合,可利用平面镜将蓝色光带的蓝光反射到屏幕上的红色光带处。图23、若需要三种颜色的色光混合,可利用两面平面镜将其中两种颜色的光反射到剩下一种颜色的光带上面。

优点：实验器材容易获取，实验操作简单方便，并且能看出混合后得到新的色光。缺点：虽然利用投影仪能得到较为纯正的三原色，但是经过平面镜反射后，光在亮度、饱和度等方面存在差异，会在一定程度上影响实验的效果。改进方法二：改进器材：电脑多媒体中“颜色自定义”功能实验步骤：打开windows附件的画图板，“颜色"f“编辑颜色”f“规定自定义颜色”就会看到如图3所示界面:在“编辑颜色”右下角有红、绿、蓝及相应的参数，在里面输入不同的参数时（0〜255）,“颜色I纯色”框内会显示相应的颜色。优点：1、能实现红、绿、蓝三种色光按不同比例混合得到所有色光，对光的三原色给出圆满的解释。2、能准确的界定混合后的色光的颜色。二、光的反射苏科版初二物理探究光的反射定律时，做了这样一个实验：步骤：将一束手电筒或激光笔的光照射到平面镜上，用光屏接受到光斑，改变入射光束照射到平面镜的角度，观察光斑位置的变化。缺点：1、手电筒或者激光器发出的光从空气射到平面镜上的光路及反射的光路不能被学生直接观测到。2、再用一个光屏去接受光斑，学生不能单独完成实验。3、接受到的光斑具有一定的大小，在测量入射角和反射角时难度较大。该实验的效果不佳，且费时较长，不易控制。因此能否在实验中明显的观察到光路，准确的测量出反射角和入射角，减少学生实验的难度，减少时间的耗费便是要解决的问题。受本章第三节在空气中看见光沿直线传播的实验启发，大部分显示光路的改进都是在一个透明鱼缸中点燃烟雾，通过烟雾来演示光传播的路径，完成光的反射实验。这样的改进虽然看似操作简单，但是无论是鱼缸还是大量烟雾的获取都较为困难，并且对周围的环境还有一定的要求。

所以从生活中直接获取简单的材料，增强实验的直观性，使实验容易完成，学生能通过自主的探究获得结论的实验便是光的反射探究实验的一个研究方向我对该实验进行了一些改进。改进方法一：改进器材：1、光源的改进：红色激光笔，直径约为0.5cm的玻璃细棒（细搅拌棒可代替）2、量角器的改进：放大打印一个量角器的图纸，薄泡沫塑料板制作步骤：图41、在玻璃细棒上截取一段2〜3cm的长度。如图4所示，用透明胶带将玻璃细棒横向固定在红色激光笔的笔头处。使用时照射出线光源效果如图5所示。图42、量角器的放大图纸贴于泡沫图6板上合适的位置，如图6所示图6制造一个巨型量角器。3、将激光笔发出的线光源照射到平面镜上，不断改变入射光线射到平面镜上的角度，同时图5观察反射角的变化。优点：1、制造出线光源，无需辅助的烟雾等，就可以在光屏上看见清晰的入射光线和反射光线。2、选择较细的玻璃棒，所制造的线光源也较细，容易读出入射角和反射角，使实验的误差减小。3、激光笔本身的亮度就较高，得到的线光源亮度也较高，因此对周围环境的要求，比未改进前大大降低。4、从原先的小量角器改成自制大量角器，实验的可观看性更强，即使是坐在后排的学生，也能清晰的看见实验的效果，大大增强了实验的直观性。5、实验器材简单，从生活中获取十分容易，学生自己便能通过自主的探究获得结论。

缺点：利用该套器材继续研究入射光线、反射光线、法线在同一平面时，出现了这样一个问题：长期以来，在我们多次实验的过程中都是定向思维，只将纸板向图7后弯折，纸板上的反射光线确实消失。但是如果向前弯折，结果并不是和我们想象中一样。无论是点光源线光源，由于操作存在一定的误差，如图7所示法线右侧的纸板上依然能看见红色的反射光线，造成了反射光线并未消失的错误结论。因此我对实验进行了再次改进：改进方法二：改进器材：白色羊毛线，重物，红色激光笔，自制铁丝圈，铁架台，平面镜图7制作步骤：图81、羊毛线的一端悬挂重物，绕过铁架台支架上的A图8点后被自制铁丝圈紧压在平面镜上。2、羊毛线的另一端用手拉着，可绕0点自由旋转。3、当激光笔头紧贴A点沿AO方向射向镜面时，白色羊毛线“变成了”红色。4、转动0B,当0B也“变成”红色时，0B所在位置便是反射光线的位置。5、前后移动手里拿的毛线，发现只有在入射光线和反射光线都在垂直于镜子的面上时，毛线上才能有红色的反射光线。优点：1、该装置解决了纸板向前弯折会出现反射光线，得出错误结论的问题2、锻炼并提高了学生在立体空间内思维的能力。3、学生利用此套改进的实验装置可同时用于验证反射光线、入射光线、法线三线共面，反射角等于入射角，反射光线和入射光线分居法线两侧。一套实验器材完成整个光的反射实验。三、探究凸透镜成像规律在“探究凸透镜成像的规律”实验中，我们常规的实验操作如下器材：蜡烛、凸透镜、光屏、直尺步骤：测量凸透镜焦距。组装并调整器材，使烛焰和光屏的中心位于凸透镜的主光轴上。不断改变物距和像距，在光屏上成不同的像。缺点：1、由于烛焰自身沿透镜主轴方向有一定的厚度，测定的物距不是唯一的，这会给确定像的位置带来困难，从而使得测量数据误差较大。2、由于蜡烛在燃烧的过程中不断变短，因此燃烧一段时间后就不能使烛焰中心、凸透镜光心和光屏中心在同一高度上，从而在光屏上找不到像的位置时就必须重新调整蜡烛的高度。3、烛焰易晃动且大小不稳定，从而对光屏上像的清晰度产生影响而不便观察。4、由于此实验要在光线暗的实验室中进行，空气流通不畅，蜡烛在燃烧时发出浓烈的气味并使实验室内二氧化碳浓度增加，使学生感觉不适。5、在实验过程中蜡烛不易固定，如果不慎还容易引起火灾，存在安全隐患。由于以上因素，我利用如下器材制成的光源来替代本实验中的蜡烛作为光源:改进器材：圆形手电筒、黑色卡纸、不透明塑料板、双面胶制作步骤：1、不透明塑料板剪成一块和手电筒灯头处一样大的圆形。2、在做好的圆形纸板上用小刀裁剪出一个尽可能大的镂空的字母“F”，如图9所示。3、将剪好的塑料板，用双面胶贴在手电筒上，电源一开就变成一个“F”型光源。4、用黑色卡纸，做成一个担架状的盒子，可将手电筒支撑起一定的高度，保证“F”型光源中心和凸透镜的光心在同一高度。优点：1、由于该光源（“F”形挡光板）的自身厚度很薄，物距更容易确定，可以避免使用蜡烛时物距不是唯一的值而给确定像的位置带来的困难，使所测数据误差更小。2、在本学生实验中，该光源不会受风的影响而晃动或改变大小，因而避免了由于蜡烛燃烧变短、烛焰晃动等因素给实验带来的不利影响，使光屏上所形成的像更加清晰、稳定，从而减小了实验误差。3、使用蜡烛时，烛焰所成的像可以使学生非常直观地得出蜡烛成上下倒立的实像，但却不能观察所成的像也是左右颠倒的特点。由于该光源为F形，从光屏上所成的像可以直观地观察到，像的左右也是颠倒的，这样在实验的过程中就能纠正学生那种片面地认识，即凸透镜成实像时只是上下颠倒的错误观点。这是使用蜡烛作为光源时不能直接观察到的。4、该光源还具有安全可靠、可重复使用的特点。5、该实验器材也可由学生自己制作完成，这样不仅能培养学生的动手习惯和动手制作能力，还培养了学生学习