剖析教科版教材中的兩道光學(xué)習(xí)題

毛永輝

(綿陽南山中學(xué) 四川 綿陽 621000)

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剖析教科版教材中的兩道光學(xué)習(xí)題

毛永輝

(綿陽南山中學(xué) 四川 綿陽 621000)

從學(xué)生和同行對教材的疑惑出發(fā)，剖析了教科版高中教材《物理·選修3-4》中的兩道光學(xué)習(xí)題.

教科版 光學(xué)習(xí)題 三角函數(shù)

每屆都有部分學(xué)生特別愛思考，對教材提出自己的疑惑，而有些問題是教師沒有考慮過的，為了解答學(xué)生的困惑，教師必須靜下心來思考，這就促進了教師的專業(yè)成長.

1 光在介質(zhì)中傳播的時間

圖1 光射入平行玻璃磚

【習(xí)題1】如圖1所示，一塊兩對面平行的玻璃磚的厚度為L，現(xiàn)測得該玻璃磚的折射率為1.73，若光從上表面射入的入射角i為60°，求光在玻璃中傳播的時間.

采用假設(shè)法分析，即假設(shè)兩時間相等.設(shè)入射角i對應(yīng)的折射角為r，光在玻璃中傳播時間為t1，光從原玻璃的上表面到達下表面的時間為t2，則

結(jié)合前文，有t1=t2，整理得

(1)

在玻璃磚的上表面，由折射定律得

(2)

聯(lián)立式(1)、(2)得sin 2i=sin 2r，又0

i+r=90°

(3)

式(3)是兩個時間相等的條件.

現(xiàn)重新審視習(xí)題1，光從上表面射入的入射角i為60°，該玻璃磚的折射率為1.73，則折射角為30°，剛好滿足式(3).

2 “測定玻璃的折射率”實驗的誤差分析

圖2 測玻璃折射率實驗

【習(xí)題2】某同學(xué)在做測定玻璃的折射率的實驗時，法線畫得與界面不垂直，出現(xiàn)如圖2所示的傾斜，則他測得的折射率比真實值 (選填“偏大”、“偏小”、“無影響”、“不能確定”).

習(xí)題2是教科版高中教材《物理·選修3-4》第68頁“練習(xí)與評價”欄目中的習(xí)題.有教師在物理教師專業(yè)論壇QQ群里求助該題的解答.

圖3 分析圖

如圖3所示，在圖2的基礎(chǔ)上作出與界面aa′垂直的法線1，設(shè)入射光線與法線1的夾角為i，折射光線與法線1的夾角為r.把圖2中的法線記為法線2，設(shè)法線1與法線2的夾角為θ，則

又0

圖4 三角函數(shù)圖

2016-06-26)