激活被塵封的投影儀

吳慶龍

在準(zhǔn)備新人教版八年級(jí)物理第四章第5節(jié)《光的色散》這一節(jié)課時(shí)，遇到了一個(gè)大難題：光的色散實(shí)驗(yàn)所需的太陽(yáng)光怎樣獲得呢？若是用平面鏡反射引入法，總會(huì)受到時(shí)間和天氣的影響；若是用手電筒做實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象往往不明顯，只得到三種顏色的光。在苦苦尋找中，查閱了很多資料，《物理教學(xué)參考》中介紹了鹵鎢燈絲發(fā)的光跟太陽(yáng)光很接近，并且被淘汰的老式投影儀使用的燈泡正是鹵鎢燈絲，于是在倉(cāng)庫(kù)里發(fā)現(xiàn)了這些寶貝——多個(gè)便攜式投影儀，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的清理和維修都能正常工作了，說(shuō)到它們是寶貝，你或許不以為然，下面給大家說(shuō)一說(shuō)它在初中物理光學(xué)部分教學(xué)中的重要應(yīng)用。

一、投影儀能夠十分逼真地演示光的色散

因?yàn)闇?zhǔn)備課的原因，這一功能是最先發(fā)現(xiàn)的。用三棱鏡演示光的色散十分簡(jiǎn)單，先手持一個(gè)三棱鏡放在不放投影片的投影儀的正上方，然后緩慢地旋轉(zhuǎn)三棱鏡，就能在天花板或四周的白色墻壁上找到七色的彩帶，一臺(tái)投影儀可以滿足四名同學(xué)同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有十臺(tái)就可以完成學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)。如果用水和平面鏡演示光的色散效果也不錯(cuò)，只需要再借助投影儀最上面的平面鏡模擬太陽(yáng)光斜射到斜放有小鏡子的水槽中，適當(dāng)微調(diào)一下小鏡子的角度在前面的白色墻壁上就可以得到七色彩帶了。逼真的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)太陽(yáng)光是一種復(fù)色光，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)中有助于培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、合作意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

二、投影儀輔助完成色光的混合規(guī)律的探究

學(xué)生在認(rèn)識(shí)了白色的太陽(yáng)光是由多種色光混合而成之后，便迫不及待地想知道其他色光是怎樣混合的？解決這一問(wèn)題的常用方法是學(xué)生直接用光的三原色演示器進(jìn)行學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，但實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)效果并不理想，究其原因，就是實(shí)驗(yàn)的目的性不強(qiáng)，不知道怎樣操作、觀察什么樣的現(xiàn)象？也就是缺少了必要的清晰引導(dǎo)，投影儀恰能很好地完成這一過(guò)渡銜接。我的做法是：先將紅色、綠濾光片一半重疊放在投影儀上，學(xué)生在幕布或墻壁上就能觀察到紅光、綠光以及混合后得到的黃光，緊接著再用紅色和藍(lán)色、綠色和藍(lán)色濾光片進(jìn)行演示，依次又混合得到了粉紅和青色光，以此感性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)怎樣才能得到更多顏色的光呢？然后簡(jiǎn)單介紹光的三原色演示器上有色光量的調(diào)節(jié)旋鈕，這樣的演示引導(dǎo)后學(xué)生再進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，效果很好。

三、用投影儀解開(kāi)物體的顏色之謎

1.透明體的顏色

用帶有鐵夾的鐵架臺(tái)把三棱鏡固定在投影儀上方的適當(dāng)位置在前面墻壁上得到七色光帶，再把紅色的濾光片放在三棱鏡和幕布之間的合適位置，會(huì)發(fā)現(xiàn)七彩色光消失了六個(gè)，只剩一個(gè)紅光，然后引導(dǎo)學(xué)生分析，白色的墻壁相當(dāng)于我們的眼睛，太陽(yáng)光透過(guò)紅色的鏡片，只有紅光進(jìn)入了眼睛，所以眼睛判斷鏡片是紅色的，再緊貼紅色濾光片后面放一個(gè)藍(lán)色濾光片，學(xué)生會(huì)觀察到，剛才僅有的紅光也沒(méi)有了，七彩光全部消失，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出透明體的顏色是由它透過(guò)的色光決定的。

2.不透明體的顏色

在墻壁上得到七色彩帶的位置放一張紅色卡紙，會(huì)發(fā)現(xiàn)七彩色光也消失了六個(gè)，只剩紅光，然后再放綠色、黑色卡紙，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到紅色的物體只反射紅色光，白色的物體能反射所有的色光，黑色的物體能吸收全部的色光，學(xué)生深入討論后得出不透明體的顏色是由它反射的色光決定的。

四、投影儀還是一個(gè)活生生的實(shí)物教材

在學(xué)習(xí)新人教版第五章第二節(jié)《生活中的透鏡》中“投影儀”這一環(huán)節(jié)時(shí)，可以讓學(xué)生在閱讀課本并能簡(jiǎn)單描述它的構(gòu)造和作用后，可以對(duì)它進(jìn)行“解剖”，讓學(xué)生看到它的真面目，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣定會(huì)十分高漲，它的主要構(gòu)造也就一目了然。接下來(lái)更重要的就是展示它的成像特點(diǎn)——倒立、放大的實(shí)像，在探討“正立”和“倒立”的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生的一番討論后作出的猜想基本上各持一半，所以急需要通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)明正身，具體做法就是：把投影儀的平面鏡向上翻至豎直狀態(tài)，讓像直接投到天花板上，通過(guò)觀察投影片上的人物的頭所朝的方向，再對(duì)比看一下天花板上像的頭的朝向，學(xué)生頓時(shí)贊同了“倒立”的觀點(diǎn)。這樣比你講多少遍，甚至是多媒體課件做的模擬效果都逼真有效。在得到倒立、放大的像之后，還可演示放大的效果是可以調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)支架上的旋鈕可以改變物距和像距，從而得到更大的清晰實(shí)像，有助于學(xué)生建立物距、像距的概念以及凸透鏡成像規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)。所以說(shuō)，投影儀理應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室中存放和使用，而不應(yīng)該被冷落在倉(cāng)庫(kù)的一角。

五、投影儀可以直觀地演示光沿直線傳播

光沿直線傳播的規(guī)律，可以采用激光手電和小噴霧器或渾濁的水來(lái)完成光在空氣、液體中的傳播的分組探究，如果再有效果明顯的演示實(shí)驗(yàn)作輔助，定會(huì)起到事半功倍的效果，在投影儀放透明膠片的位置放一張?jiān)袔仔】椎牟煌该饔布埰?，然后在投影儀與幕布之間某些區(qū)域用小噴霧器噴幾下水霧，學(xué)生立即能觀察到光在空氣中是沿直線傳播的，同時(shí)啟發(fā)學(xué)生說(shuō)出生活中的類似實(shí)例，如大霧天看到的車燈的光束。

六、投影儀可以對(duì)比鏡面反射和漫反射

學(xué)習(xí)了光的反射后，學(xué)生對(duì)生活中的反射現(xiàn)象哪些屬于鏡面反射？哪些屬于漫反射？它們有什么特點(diǎn)？怎樣區(qū)分和利用它們？這一系列的問(wèn)題弄不清，理不明。課本上又沒(méi)有介紹效果較好的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，用投影儀可以完成這一演示實(shí)驗(yàn)，具體做法是：在幕布上先固定好一個(gè)小鏡子，讓投影儀傾斜照到幕布和小鏡上，學(xué)生會(huì)觀察到經(jīng)小鏡子反射的光被集中反射到旁邊的墻壁上，并且亮度很高，但是經(jīng)幕布反射后沒(méi)有得到這樣的亮斑，由此學(xué)生可以獲得鏡面反射的光會(huì)集中定向反射而漫反射的光被發(fā)散到各個(gè)方向。學(xué)生獲得了這種感性認(rèn)識(shí)，有助于思考哪一種反射的光更容易射向在座的每一個(gè)同學(xué)的眼睛里？哪一種反射會(huì)引起刺眼的感覺(jué)？進(jìn)而理解光污染。

七、用投影儀可以演示會(huì)聚作用和發(fā)散作用

在投影儀上放一張?jiān)幸粌尚行】椎挠布埌?，調(diào)整方向可在幕布上得到兩行光斑，把凸透鏡放在平面鏡與幕布之間的合適位置上可以觀察到兩行光斑向中間靠籠，從而得到凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用；同樣把凸透鏡換成凹透鏡，觀察到的現(xiàn)象是兩行光斑的間距變大了，調(diào)凹透鏡的位置可以使間距更大，從而引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。

總之，這個(gè)盛行于九十年代而后被多媒體投影取代的老式投影儀雖然早已經(jīng)被其他學(xué)科給遺忘或廢棄，但在物理學(xué)科中仍是一個(gè)多面手能夠完成投影以外的許多物理實(shí)驗(yàn)功能，尤其在光學(xué)的學(xué)習(xí)中，所以我們物理教師都應(yīng)該愛(ài)護(hù)它、保養(yǎng)它，充分地利用它給我們的學(xué)生解惑釋疑。

（作者單位 山東省東阿縣第五中學(xué)）

？誗編輯 謝尾合