淺談光的反射和折射

潛雪金

【摘 要】光學(xué)是物理學(xué)中一門(mén)古老的學(xué)科，又是現(xiàn)代科學(xué)領(lǐng)域中最活躍的前沿科學(xué)之一，具有強(qiáng)大的生命力和不可估量的發(fā)展前景。光的反射和折射現(xiàn)象是光學(xué)基本規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】反射 折射 光

光給了我們一個(gè)明亮的世界，可是它自己卻像一團(tuán)謎。在我國(guó)春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期《墨鏡》中就已記載光的直線傳播與反射等現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)兩千多年的漫長(zhǎng)時(shí)期，人們除了對(duì)光的反射和折射現(xiàn)象的觀察與實(shí)驗(yàn)外，在光的反射與折射的應(yīng)用方面也有了很大的成果。光的反射與折射定律是幾何光學(xué)的基礎(chǔ)。它們不僅在理論研究上有重要的成果，也為光學(xué)技術(shù)的發(fā)展和光學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。光的反射與折射給生活帶來(lái)了極大的方便更給科學(xué)帶來(lái)了巨大的進(jìn)步。

一 光的反射

光的反射是光傳播的基本規(guī)律之一，在日常生活中和自然界中普遍存在，學(xué)習(xí)光的反射定律具有重要的實(shí)際意義。但是由于反射的光路難以直觀、真實(shí)地顯現(xiàn)出來(lái)，課堂引入光的反射概念時(shí)可以用類比法和實(shí)驗(yàn)法。教師可以這樣講授：請(qǐng)同學(xué)們注意觀察，老師手里拿著一個(gè)彈性小球，將小球斜拋向桌面，同學(xué)們看到了什么？小球被桌面反彈改變了其運(yùn)動(dòng)方向，那么沿著直線傳播的光遇到物體表面后又會(huì)怎樣呢？

探究光的反射。演示實(shí)驗(yàn)：激光筆發(fā)出的光斜射到平面鏡上，在氣霧背景顯示下，會(huì)看到一去一回兩條光線。讓學(xué)生描述現(xiàn)象.從而引入新課。

光傳到兩種不同物質(zhì)的分界面時(shí)改變傳播方向，又返回原來(lái)的物質(zhì)中的現(xiàn)象叫做光的反射。我們能看見(jiàn)太陽(yáng)、電燈，是由于它們能發(fā)光，光線進(jìn)入了我們的眼睛。我們?yōu)槭裁从帜芸匆?jiàn)人、教室、書(shū)本這些本身不發(fā)光的物體呢？這是因?yàn)樗麄兡芊瓷涮?yáng)、電燈等光源發(fā)出的光，這些被反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。

用激光筆演示光的反射。讓學(xué)生觀察一點(diǎn)、兩角、三線。

教師在黑板上畫(huà)出反射圖：

教師向?qū)W生介紹以下名詞：

入射點(diǎn)（O）：光線射到鏡面上的點(diǎn)。

入射光線（AO）

反射光線（OB）

法線（ON）：通過(guò)入射點(diǎn)，垂直于鏡面的直線（用虛線表示）。

入射角（i）：入射光線與法線的夾角。

反射角（r）：反射光線與法線的夾角。

教師通過(guò)演示觀察到光的反射現(xiàn)象。那么光反射時(shí)遵從什么規(guī)律呢？

學(xué)生探究光反射時(shí)的規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出光的反射定律：

在光的反射現(xiàn)象中

第一，反射光線與入射光線、法線在同一平面上。

第二，反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)。

第三，反射角等于入射角。

對(duì)于反射定律的第二條反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)。理解時(shí)要注意反射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，但是在界面的同側(cè)，反射光線被反射回原來(lái)的介質(zhì)中。反射定律的第三條反射角等于入射角，不能說(shuō)入射角等于反射角，因?yàn)橄扔腥肷洌笥蟹瓷?；入射在前，反射在后；入射是因，反射是果。光的反射定律可概括為十二個(gè)字：三線共面，兩線分居，兩角相等。根據(jù)“逆向思維法”，探究光路可逆性可知，在光的反射現(xiàn)象中，光路是可逆的。光的反射實(shí)驗(yàn)在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下，學(xué)生自己探究，嘗試自己觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，從而獲取知識(shí)。整個(gè)過(guò)程注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、探究能力和創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神方面的培養(yǎng)。滲透了物理學(xué)研究方法、科學(xué)思維方法和協(xié)作精神、探索精神等情感態(tài)度價(jià)值觀教育。

二 光的折射

光的折射是重要的光學(xué)現(xiàn)象，是理解透鏡成像的基礎(chǔ)，同時(shí)又是解釋日常生活中許多光現(xiàn)象的基礎(chǔ)。光的折射現(xiàn)象學(xué)生比較熟悉，也比較感興趣，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的分析，培養(yǎng)學(xué)生密切聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用科學(xué)知識(shí)來(lái)解釋一些自然現(xiàn)象的習(xí)慣和能力，更重要是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高科學(xué)素質(zhì)，讓學(xué)生從小崇尚科學(xué)，立志獻(xiàn)身科學(xué)。本節(jié)教材讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光的折射現(xiàn)象和初步規(guī)律，也為以后學(xué)習(xí)進(jìn)行充分準(zhǔn)備。新課引入時(shí)可以通過(guò)演示：在透明玻璃杯中倒入適量的水，斜插入一支鉛筆，讓學(xué)生側(cè)面斜視觀察現(xiàn)象。從側(cè)面看，鉛筆好像向上折斷了。引入光的折射現(xiàn)象。光的折射：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變的現(xiàn)象叫做光的折射。這樣引入，制造懸念，創(chuàng)造問(wèn)題情境，引起學(xué)生的注意，激發(fā)學(xué)生的興趣。教師通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察光的折射現(xiàn)象。畫(huà)出光的折射光路圖。

介紹折射光線，折射角。

折射光線（OC）

折射角（r）：折射光線與法線的夾角。

請(qǐng)學(xué)生列舉日常生活中的折射現(xiàn)象，并針對(duì)這些現(xiàn)象提問(wèn)：光在折射過(guò)程中有無(wú)遵守一定的規(guī)律呢？請(qǐng)學(xué)生大膽猜想。教師演示實(shí)驗(yàn)；研究光從空氣進(jìn)入水中的物理規(guī)律，得出光的折射規(guī)律：

第一，折射光線與入射光線、法線在同一平面內(nèi)；

第二，折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；

第三，折射角隨著入射角的增大（減小）而增大（減?。?；

第四，當(dāng)光從空氣斜射入其他透明介質(zhì)時(shí)，入射角大于折

射角；當(dāng)光從其他透明介質(zhì)斜射入空氣時(shí)，入射角小于折射角；

第五，當(dāng)光線垂直射向介質(zhì)表面時(shí)，傳播方向不改變；

第六，在折射時(shí)光路是可逆的。對(duì)于折射規(guī)律的第二條折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)。理解時(shí)要注意折射光線和入射光線分居法線的兩側(cè)，并且在界面的兩側(cè)，折射光線進(jìn)入另一種介質(zhì)中。注意與光的反射的區(qū)別。發(fā)生光的反射時(shí)，光線始終在同一介質(zhì)中，只是傳播方向發(fā)生了改變，而發(fā)生光的折射時(shí)，光線要從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，所以識(shí)別反射和折射時(shí)關(guān)鍵要看光是在同種介質(zhì)中還是在不同介質(zhì)中傳播。對(duì)于折射規(guī)律的第三條折射角隨著入射角的增大（減?。┒龃螅p小）；不能說(shuō)入射角隨著折射角的增大（減小）而增大（減?。?，因?yàn)橄扔腥肷?，后有折射；入射在前，折射在后。理解第四條時(shí)要注意折射角與入射角的大小關(guān)系，折射角與入射角的大小關(guān)系容易混淆，有的同學(xué)不知道何時(shí)折射角小于入射角、何時(shí)折射角大于入射角。這里給同學(xué)們介紹一種簡(jiǎn)便的方法：不論是入射光線還是折射光線，都是在空氣中的光線與法線的夾角大于在水中或其他介質(zhì)中的光線與法線的夾角。理解第五條時(shí)，因?yàn)楫?dāng)光垂直界面入射時(shí)，傳播方向不改變，故在發(fā)生光的折射時(shí)，光線的傳播方向一般會(huì)發(fā)生改變，而不是一定改變。

本節(jié)采用觀察、對(duì)比、分析的學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生獲取知識(shí)，通過(guò)思考討論，總結(jié)歸納出光的折射規(guī)律，學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)主體，教師在教學(xué)中要注意學(xué)生學(xué)法的指導(dǎo)，教師在做好演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生如何去觀察實(shí)驗(yàn)，并由他們總結(jié)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律，使學(xué)生通過(guò)觀察總結(jié)規(guī)律，聯(lián)系實(shí)際、運(yùn)用規(guī)律解決問(wèn)題。

三 光的反射與折射的應(yīng)用

光的反射最典型的應(yīng)用是平面鏡成像。我們天天照的鏡子，就是利用光的反射，在鏡子里面成的虛像通過(guò)光的反射到人眼，從而看到自己。另外水中的倒影、潛望鏡、汽車(chē)后視鏡、牙醫(yī)用的平面鏡、玻璃幕墻等都是光的反射的具體應(yīng)用。

日常生活中光的折射現(xiàn)象隨處可見(jiàn)。池水看起來(lái)比實(shí)際的淺；插入水中的筷子看起來(lái)向上彎折；清晨和傍晚的太陽(yáng)實(shí)際上在地平線以下等。無(wú)論是凸透鏡還是凹透鏡都是利用光的折射來(lái)會(huì)聚光和發(fā)散光的，而透鏡在生活中用途很多。由于光的折射，帶上老花鏡的老人，看清了近處的東西。由于光的折射，近視的學(xué)生帶上近視鏡，看清了黑板。由于光的折射，人們制成了幻燈機(jī)、投影儀，方便了學(xué)術(shù)報(bào)告。由于光的折射，我們用照相機(jī)留下了美好的回憶。

自己在講臺(tái)上滔滔不絕。在這種情況下，學(xué)生只是一味地聆聽(tīng)，沒(méi)有獨(dú)立思考的過(guò)程。這種被動(dòng)的教育忽視了學(xué)生的主體地位，學(xué)生學(xué)到的是“啞巴英語(yǔ)”，沒(méi)有形成良好的口語(yǔ)交際習(xí)慣。其次，由于應(yīng)試教育的根深蒂固，學(xué)生更加關(guān)注的是考試成績(jī)，而非實(shí)際運(yùn)用能力，他們很少開(kāi)口說(shuō)英語(yǔ)。學(xué)生經(jīng)常拿著語(yǔ)法書(shū)和單詞書(shū)死記硬背，把閱讀和寫(xiě)作當(dāng)做英語(yǔ)學(xué)習(xí)的中心。聽(tīng)力和口語(yǔ)的練習(xí)絕不是在課程上簡(jiǎn)單的被動(dòng)接受和聆聽(tīng)就能做到的。培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的英語(yǔ)學(xué)習(xí)習(xí)慣，才是真正學(xué)習(xí)英語(yǔ)的王道，才能真正學(xué)以致用。

三 新媒體對(duì)高職英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)的影響

新媒體的出現(xiàn)對(duì)高職英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)產(chǎn)生了巨大影響。它顛覆了傳統(tǒng)的高職英語(yǔ)教學(xué)方式，使高職英語(yǔ)教學(xué)改革成了必然。學(xué)生和教師應(yīng)該認(rèn)真審視新媒體對(duì)高職英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)的積極影響，充分利用新媒體提高課堂教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效率。

1.教學(xué)模式更靈活

傳統(tǒng)的課堂中，教學(xué)道具簡(jiǎn)陋，投影儀、錄影機(jī)、電視是比較先進(jìn)的教學(xué)輔助工具。然而隨著時(shí)代的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)逐漸進(jìn)入課堂教學(xué)中，教師能夠運(yùn)用多媒體進(jìn)行教學(xué)，新媒體的出現(xiàn)對(duì)高職英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)產(chǎn)生了積極的影響。傳統(tǒng)的教學(xué)模式單一，教師往往采用“填鴨式”的教學(xué)方法，與學(xué)生互動(dòng)少，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣。盡管教師在黑板上有板書(shū)，學(xué)生卻沒(méi)有直觀感受，沒(méi)有視覺(jué)的刺激，課堂內(nèi)容乏味。一臺(tái)錄音機(jī)是學(xué)生練習(xí)聽(tīng)力的最佳助手。新媒體集文字、圖像、聲音于一體，形象生動(dòng)，便于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。教師教學(xué)模式不再固定不變，而是日趨多樣化。這樣促使英語(yǔ)學(xué)習(xí)者緊跟其教學(xué)步伐，不斷提高他們的英語(yǔ)學(xué)習(xí)能力，實(shí)際運(yùn)用能力。

2.學(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，然而在傳統(tǒng)的高職英語(yǔ)教學(xué)中，卻忽視了學(xué)生的主體地位，學(xué)生往往顯得很被動(dòng)。教師采用新媒體，通過(guò)計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間的交互作用達(dá)到教學(xué)目的，它與傳統(tǒng)教學(xué)模式有著本質(zhì)的不同，傳統(tǒng)教學(xué)方式側(cè)重教師的教，強(qiáng)調(diào)通過(guò)教師的最佳教法收到最佳的教學(xué)效果，而多媒體輔助教學(xué)注重引導(dǎo)學(xué)生借助計(jì)算機(jī)，通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為中心的開(kāi)放式教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果最優(yōu)化。新媒體的引入，讓學(xué)生由被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng)，能夠充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣。使得學(xué)生在英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)中找到適合自己學(xué)習(xí)的方法。

3.提高學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的興趣

興趣是最好的指導(dǎo)師，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是所有教師追求的重點(diǎn)。高職學(xué)生的基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，教師如果能在教學(xué)中將文字、圖形圖像、聲音、動(dòng)畫(huà)融為一體，那么教學(xué)內(nèi)容會(huì)更加直觀。不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣而且便于學(xué)生理解抽象的概念。學(xué)習(xí)英語(yǔ)的目的主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)能力，而現(xiàn)在社會(huì)需要大量的交際型人才。新媒體在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)了情景，能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生的交際能力，滿足社會(huì)對(duì)交際型人才的需求。

四 新媒體在高職英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)中的運(yùn)用

新媒體可以成為英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教學(xué)中功能多，內(nèi)容全，范圍廣的新型教學(xué)和學(xué)習(xí)工具。學(xué)生和教師應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到新媒體的特點(diǎn)，發(fā)揮新媒體的優(yōu)勢(shì)，將其正確的引入到課堂學(xué)習(xí)中。努力提高英語(yǔ)教學(xué)的效率以及學(xué)生的聽(tīng)說(shuō)能力。

1.采用人機(jī)互動(dòng)模式

在傳統(tǒng)的課堂中要實(shí)現(xiàn)英語(yǔ)語(yǔ)言學(xué)習(xí)環(huán)境是不太可能的。而新媒體可以將口語(yǔ)教學(xué)營(yíng)造一個(gè)逼真的語(yǔ)言環(huán)境，讓學(xué)生親身體會(huì)到英語(yǔ)語(yǔ)言的魅力。如今互聯(lián)網(wǎng)中有大量的有聲英語(yǔ)學(xué)習(xí)資料，教師可以在課堂中與學(xué)生分享。此外，利用人機(jī)交互方式，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。例如，近年來(lái)，高職院校普遍利用大學(xué)城空間進(jìn)行教學(xué)。通過(guò)新媒體，學(xué)生可以和學(xué)生之間、學(xué)生可以與教師之間實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)交流，打破空間和時(shí)間限制。學(xué)生還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聽(tīng)到更多純正、地道的英語(yǔ)。

2.有效的英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)技能訓(xùn)練方式

當(dāng)前，高職學(xué)生中普遍存在一個(gè)問(wèn)題：發(fā)音不準(zhǔn)，吐字不清，在教授音標(biāo)時(shí)，教師除了自己演示發(fā)音方法外，還可以利用視頻教學(xué)軟件等輔助課堂的教學(xué)，糾正學(xué)生發(fā)音不準(zhǔn)的地方。在口語(yǔ)教學(xué)中，教師選擇不同類型的材料，這些生動(dòng)形象的材料，可以使學(xué)生擺脫原來(lái)一些發(fā)音的壞習(xí)慣，老師也可以利用多媒體，讓學(xué)生反復(fù)對(duì)語(yǔ)調(diào)進(jìn)行訓(xùn)練，同時(shí)也可以為學(xué)生提供多角度的素材，供學(xué)生模仿和參考。在口語(yǔ)教學(xué)中，教師通過(guò)使用多媒體軟件，創(chuàng)設(shè)豐富的預(yù)言場(chǎng)景，進(jìn)行啟發(fā)式教育，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地練習(xí)。教師應(yīng)向?qū)W生播放有趣的英文影片，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以堅(jiān)持聽(tīng)VOA、BBC、CRI等節(jié)目，保持聽(tīng)力練習(xí)習(xí)慣。