根據(jù)密度完成光的反射和折射的作圖方法

劉忠志

摘 要： 現(xiàn)行使用的初中物理教材中關于光的反射和光的折射涉及的知識較少，同時教材中的敘述比較簡單、枯燥，給初中二年級學生學習光的反射和光的折射的知識帶來了不便。作者經(jīng)過三十多年的初中物理教學實踐與教學探索，逐步探索出一套讓初中學生很輕松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作圖方法，選擇適當?shù)姆椒▽W生掌握光的作圖有很大的幫助，按作圖順序進行編號，然后按編號進行作圖，最后根據(jù)介質的密度確定兩角的大小關系。

關鍵詞： 密度 順序 編號 作圖 技巧

現(xiàn)行的初中物理教材中關于光的反射和光的折射涉及的知識較少，同時教材中的敘述比較簡單、枯燥，給初中二年級的學生學習光的反射和光的折射的知識帶來一些不便，人民教育出版社出版的八年級物理教材中關于光的折射的敘述為：光線從空氣斜射入水中或其他介質中時，折射光線向法線方向偏折，折射角小于入射角。當入射角增大時折射角也增大。當光線從空氣垂直射入水中或其他介質中時，傳播方向不變。筆者在三十多年的初中物理教學實踐與教學過程中，發(fā)現(xiàn)初中二年級學生在學習光學知識的過程中感到最困難的兩個問題是：一是根據(jù)光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖；二是對凸透鏡成像規(guī)律的掌握。對此，筆者經(jīng)過三十多年的初中物理教學實踐與教學探索，逐步探索出一套讓初中學生很輕松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作圖技巧和方法，選擇適當?shù)姆椒ò醋鲌D順序進行編號，然后按編號進行作圖。有助于學生突破根據(jù)光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖這一教學難點，順利掌握根據(jù)編號完成光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖的正確方法，最后根據(jù)介質的密度確定兩角的大小關系。該作圖方法的具體實施過程分以下幾步：①作兩種物質的交界面（界面）；②畫入射光線；③標出入射點；④過入射點作法線；⑤在圖中標出入射角；⑥根據(jù)介質的密度確定反射光線和折射光線。

1.根據(jù)該方法完成光的反射的作圖

具體方法如圖1所示：

①從兩種物質中找到它們的界面MN；

②畫入射光線AO；

③標出入射點O：入射光線和界面的交點；

④畫法線：過入射點O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥根據(jù)光的反射定律和兩側介質的密度（法線兩側是同種介質密度相同）確定反射光線OB；

⑦使反射角∠BOE=入射角∠AOE。

2.根據(jù)該方法完成光的折射的作圖的具體方法分兩種情況

（1）第一種介質的密度小于第二種介質的密度的作圖如圖2所示：

①從兩種介質找到它們的界面MN；

②畫入射光線AO；

③標出入射點O：入射光線AO和界面MN的交點O；

④畫法線：過入射點O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥畫光的入射光線AO的延長線OC（使∠COF=∠AOE，過頂角相等）；

⑦根據(jù)第一種介質的密度小于第二種介質的密度的關系在對頂角∠FOC內畫折射光線OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

（2）第一種介質的密度大于第二種介質的密度的作圖如圖3所示：

①從兩種介質找到它們的界面MN；

②畫入射光線AO；

③標出入射點O：入射光線AO和界面MN的交點O；

④畫法線：過入射點O作界面的垂線EF⊥MN；

⑤標出入射角：入射光線和法線的夾角∠AOE；

⑥畫光的入射光線AO的延長線OC（使∠COF=∠AOE，過頂角相等）；

⑦根據(jù)第一種介質的密度小于第二種介質的密度的關系在對頂角∠FOC內畫折射光線OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

通過上述三種基本作圖的教學，讓學生通過適當練習，能夠在很短時間內順利掌握根據(jù)密度和編號掌握光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖的正確方法，根據(jù)介質的密度確定兩角的大小關系。經(jīng)過長期的教學實踐，初中二年級學生在完成作業(yè)和檢測中光的反射定律和光的折射規(guī)律的作圖正確率極高，很少有學生出現(xiàn)錯誤。借此機會筆者愿將該教學方法與各位同行分享，為初中物理教學獻出自己微薄的力量。

參考文獻：

[1]彭前程.八年級物理上冊光的反射和光的折射[Z].82.北京：人民教育出版社，2012.