我對(duì)《初中物理〈光現(xiàn)象〉教學(xué)》的思考與理解

劉建章

（惠民縣姜樓鎮(zhèn)中學(xué)，山東 濱州 251714）

一、光從哪里來？——光源

光從哪里來? 太陽、星星（恒星）、燈和火，還有那些可愛的小生物——螢火蟲、水母、燈籠魚和斧頭魚。他們都能自身發(fā)光，都是我們物理上所講的光源。就是他們給我們這個(gè)世界帶來了光明，帶來了溫暖，從而孕育了這個(gè)世界上無數(shù)鮮活且充滿智慧的生命，也才使得這個(gè)世界越來越變的精彩紛呈。在無數(shù)沒有太陽的夜晚，是月亮為我們驅(qū)走了黑暗，只因月光是月球反射到地球的太陽光，所以月亮不是光源。

二、光是怎么來的？——光的直線傳播

在我們的感覺里，光總是直來直去，沿直線奔跑。在有霧的夜晚，燈一打開，燈光四射，一條線一條線地從燈出發(fā)，各自奔向四面八方；打開探照燈，一條筆直的光柱直沖云霄；在有淡霧的清晨，我們穿過茂密的樹林，會(huì)發(fā)現(xiàn)一束束太陽光線通過樹縫射向地面，給我們一種特別清新的感覺，拿一支激光筆，讓光射向濃霧或濃煙，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一條筆直的紅線展現(xiàn)在我們眼前。以上現(xiàn)象都屬于我們課本里的光的直線傳播的現(xiàn)象。

在我們的腦海里，光從光源發(fā)出，就像一支支充滿神奇力量的箭，由箭頭帶路，沿直線沖向透明的遠(yuǎn)方，這就是光線，沿直線，有定向。

這支“箭”即光線要保持沿直線行走，要么沒有任何阻礙，即經(jīng)過的空間是真空，要么有阻礙，經(jīng)過的空間介質(zhì)透明且均勻。所以光要直線旅行，經(jīng)過的地方就必須是透明、均勻的介質(zhì)或真空。光在空氣中是直行，光在水中是直行，光在玻璃中是直行，光在浩瀚的太空才是體現(xiàn)光自身價(jià)值的直行。

既然光在我們身邊沿直線穿行，我們可利用它幫助我們把一些事情去完成。第一、小孔成像。光照物體過小孔，成像在屏能調(diào)整，只能調(diào)大小永倒立，實(shí)像在屏要認(rèn)清，實(shí)像是，光把光屏來照亮，虛像是，光未到屏騙了我們的眼睛。第二、挖隧道，定方向，激光準(zhǔn)直他最行，豎高樓建大廈，常用激光來找平。第三、影的形成。陽光、月光、電燈光，有物遮擋便成影。樹遮蔭、房后影，人過路燈影隨同（由長變短再變長），燈光后，玩手影，小孩見了真高興，要是哪有皮影戲，大人孩子都慶幸。第四、日食和月食。太陽、地球和月球，地球圍繞太陽走，月球圍繞地球轉(zhuǎn)，三者有時(shí)一條線。月球居中現(xiàn)日食，太陽被吃天變暗，地球在中是月食，天狗吃月較常見。日食過程用時(shí)短，月食發(fā)生用較長時(shí)間才還原。第五、日常生活還很多，如豎線桿，扶田埂，站隊(duì)看齊，栽樹成行，打槍瞄準(zhǔn)等都離不開光的穿行沿直線。

三、光有多快？——光速(c=3×108m/s)

光一旦出發(fā)，每秒公里30 萬，宇宙中，物體速度差別大，光速最大記心間。若讓光沿赤道轉(zhuǎn)，1 秒可走七圈半。光在我們視野內(nèi)，可以說即發(fā)即至，過程不需用時(shí)間。尤如我國民典故，“說曹操曹操就到”根本無需用時(shí)間。光在宇宙得不同，行走相當(dāng)費(fèi)時(shí)間。光行平常兩星間，少說幾年幾百年，上億年的很常見，他們也沒到天邊。到底宇宙有多大，給出說法的只有愛因斯坦，那就是，宇宙有限但無邊。宇宙之大難想象，只有用他的相對(duì)論去解釋，去判斷?？臻g尺寸去丈量，用公里去算也太不方便，天文單位本就有，我們一起看“光年 ”，顧名思義光走一年之距離，算得結(jié)果是94608 億公里，數(shù)據(jù)太大也太難算。目前人類所捕捉到的最遠(yuǎn)發(fā)來地球光的星體，距地球128.8 億光年，即1218.55104 萬億億公里，你能想象出有多遠(yuǎn)，你的大腦就可堪比愛因斯坦。

光在太空（真空），沒有阻礙，不會(huì)失速。在空氣中，由于空氣密度較小，分子間距太大，光基本無阻礙，仍然直行，速度近似每秒30 萬公里。但光到了水中，由于水密度較大，分子間距較小，光的運(yùn)動(dòng)受到阻礙，速度變成了其在真空中速度的約四分之三，即約每秒22.5 萬公里。在玻璃中，其密度更大，光運(yùn)動(dòng)受阻更大，失速更大，速度變成了在真空速度的約三分之二，即每秒20 萬公里。總之，介質(zhì)對(duì)光的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，光的速度隨其所在介質(zhì)密度的增大而減小。這與介質(zhì)對(duì)聲速的影響正好相反（聲速隨傳聲介質(zhì)的密度的增大而增大），因?yàn)楣鈧鞑サ氖枪獗旧?，其傳播并不需要介質(zhì)；而聲傳播的是振動(dòng)是能量，只有借助于介質(zhì)才能傳。

光本身就是一種高速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，也稱光子，具有一定的能量。光射到地球表面，就會(huì)使地面上的土壤、山石、空氣、水、房屋建筑和一切動(dòng)植物等吸收能量而變暖。光照射到植物上，能使植物進(jìn)行光合作用而不斷地吸收二氧化碳放出氧氣。正是由于光的照射，才使得地球孕育了人類和一切動(dòng)植物賴以生存的美好環(huán)境。愛因斯坦的光電效應(yīng)理論促使人們發(fā)明了光伏發(fā)電，光照射到光伏板上就能激發(fā)光伏極板上的電子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電。這是目前已被人們廣泛利用的清潔能源。

四、光會(huì)被阻擋嗎?——光反射

看物體。有了光，光遇到不發(fā)光的物體就會(huì)被物體反射，被物體反射的光進(jìn)入我們的眼睛，我們便看到了本身并不發(fā)光的物體。

明定律。光即光子，遇到兩種介質(zhì)界面時(shí)，就像一個(gè)乒乓球被打到乒乓球臺(tái)面上，會(huì)被彈回，這就是光的反射。光的反射和乒乓球的反射道理是一致的，即：三線（入射線、反射線、法線）共面（平面）；法線居中（反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)）；兩角（反射角和入射角）相等。反射實(shí)驗(yàn)的器材（平面鏡，用兩塊相同長方形硬紙板連接起來的長方形硬紙板，激光燈，量角器，不同顏色的筆）、步驟（沿板射入鏡反射，色筆記錄光經(jīng)跡；改變角度多次側(cè)，量角器測(cè)角比角度；紙板法線前后折，入反射經(jīng)跡是否全）、結(jié)論及注意事項(xiàng)（描折線定反射點(diǎn)，折線正好鏡垂線，設(shè)計(jì)表格角記全，后得結(jié)論并不難）要弄清。注意記住：光路是可逆的呀。

知分類。光反射有兩類，之一發(fā)生在光滑面，平行光入射平行射出，這叫鏡面反射。黑板用久變“晃”眼，高樓玻璃幕墻造成光污染，磨光的大理石裝飾“刺”眼，這都屬于鏡面反射。之二發(fā)生在粗糙面，平行光入射沿不同方向射出，這就是漫反射。我們之所以能從不同的方向看清同一物體，就是因?yàn)槲矬w對(duì)光產(chǎn)生了漫反射。下雨后晚上背著月光走，明處是地面，暗處是水，如果迎著月光走，反而暗處是地面，明處是水?？凑l能夠解釋得對(duì)又全。

懂成像。物體出光遇鏡面，反射入眼眼可見，物體明明在別處，眼見物體鏡里面。是眼受了騙，實(shí)為虛像鏡里邊。探究竟，反射成像是關(guān)鍵，物點(diǎn)發(fā)出多光線，經(jīng)鏡反射畫反射反向延長線，交點(diǎn)即為成像點(diǎn)，物像關(guān)于鏡對(duì)稱，用對(duì)稱也能畫像點(diǎn)。會(huì)作圖做實(shí)驗(yàn)，物像對(duì)稱是特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)多，實(shí)驗(yàn)每步別小看。對(duì)此考試經(jīng)常有，操作做題都要練。要說平面鏡應(yīng)用，就兩點(diǎn)：成像和改變光路。凸面鏡做成后視鏡，擴(kuò)大視野真方便，凸鏡反射也成像，縮小正立鏡里面。凹面鏡，來聚光，汽車頭燈照很遠(yuǎn)。凹面鏡匯聚太陽光，可以燒水又做飯。

辨現(xiàn)象?？匆娢矬w，照鏡子，玻璃幕墻真刺眼，水面、光滑地面、黑板晃眼，水中倒影，汽車頭燈聚光，后視鏡擴(kuò)大視野等均為光的反射現(xiàn)象。還有那明亮的天空：太陽光或月光穿過大氣層時(shí)會(huì)受到大氣層中空氣分子、微粒、水滴、冰晶等物質(zhì)阻擋而發(fā)生反射或散射，造成天空中各處都會(huì)有光線進(jìn)入人眼，因此天空看上去是明亮的。蔚藍(lán)的天：天空的顏色是大氣層對(duì)太陽光選擇性反射或散射的光的顏色。當(dāng)太陽光通過大氣層時(shí)，太陽光中波長較長的紅光、橙光、黃光，由于其穿透性較好，而都能穿透大氣層直接射到地面，而對(duì)于能量較大，波長較短的藍(lán)、紫、靛等色光，很容易被空氣中的空氣分子、微粒、水滴、冰晶等物質(zhì)阻擋而發(fā)生反射或散射，使這些光射向不同的方向，所以使天空呈蔚藍(lán)色。藍(lán)色的大海：海水的顏色是海水對(duì)太陽光反射或散射的色光顏色。太陽光（白光）射到海水上時(shí)，由于海水對(duì)波長較長的紅、黃色進(jìn)行了選擇性吸收，而對(duì)波長較短，能量較大藍(lán)、紫光進(jìn)行了較強(qiáng)烈的反射或散射，因而海水看起來呈現(xiàn)藍(lán)色。

五、光遇水面和玻璃面會(huì)怎樣？——折射同時(shí)也反射

探規(guī)律。光從空氣斜射入水（玻璃）或從水（玻璃）斜射入空氣，光會(huì)從入射點(diǎn)發(fā)生偏折，這就是光的折射。其規(guī)律有三，即三線（入射線、折射線、法線）共面（平面）；法線居中（折射光線和入射光線分居法線兩側(cè)）；兩角（折射角和入射角）不等。光由光疏入光密，近法線偏折（這時(shí)折射角小于入射角）；光由光密入光疏，遠(yuǎn)法線偏折（這時(shí)折射角大于入射角）。特殊地，垂直界面入射時(shí)，兩角為零相等。折射角隨入射角的增大而增大。

辨現(xiàn)象?？此?，水變淺，叉魚要靠下一點(diǎn)?？慈粘觯^日落，太陽大小都在變。玻璃磚下筆錯(cuò)位，筷插入水被折斷。大海邊，海市蜃樓雖不多，沙漠深處有時(shí)也出現(xiàn)。這些原理都一致，光的折射在里面。折射光反向延長線，相交成虛像記心間。太陽光過三棱鏡，彩色光譜現(xiàn)眼前，雨過天晴彩虹出，白光折射色分散。紅橙黃綠藍(lán)靛紫，紫光偏折最大總是在里邊。

6.看不見的光。紅光之外有紅外線，熱輻射作用最明顯。紅外加熱，紅外夜視，紅外測(cè)體溫也常見，家用電器紅外遙控，信息技術(shù)紅外遙感。紫光之外紫外線，紫外消毒最常見。紫外驗(yàn)鈔本領(lǐng)大，紫外紅外都看不見。

7.色光混合。色光混合挺簡(jiǎn)單，記住三原色紅綠藍(lán)。三原色混合呈白色，不同比例混合色俱全。

8.物體的顏色。身邊物體本無色，白光照物色呈現(xiàn)。透明物的顏色是由透過它的色光決定的，透明物能透過什么顏色的光，透明物就是什么顏色，當(dāng)然允許白光通過的透明物，透明物就是無色。色光照射不透明物，物體反射啥光物體肯定就是顯啥顏色。對(duì)所有色光都反射，不吸收任何顏色的色光，此物肯定呈白色。所以夏天穿上白襯衫，感覺涼快又好看。對(duì)所有色光都吸收，這個(gè)物體就顯黑色。黑色物體吸收所有色光，因而夏天穿黑色衣服熱得只出汗，所以黑色花在自然界很少見。什么顏色的物體只反射什么顏色的光，其他色光都吸收。若有人處在紅燈下，白上衣肯定顯紅色，而藍(lán)色裙子一定變黑暗。沒有光照在物體上時(shí)，伸手不見五指，啥也看不見，處處黑色一大片。

小結(jié)：太陽給這個(gè)世界帶來了光明，帶來了溫暖，從而孕育了人類及動(dòng)植物賴以生存的美好的充滿生機(jī)的生活環(huán)境，使人們對(duì)未來充滿著無限的向往，去創(chuàng)造生活，去創(chuàng)造未來。