如何提高光學演示實驗效果

2022-06-12 15:33:03 字數 2411 閱讀 1112

湖北省穀城縣廟灘二中汪擁軍

在《物理新課程標準》中,很多教學內容要通過科學**活動來學習,因此要求逐步做到大部分物理課在實驗室中進行。學校和教師應該根據標準的要求安排足夠的學生實驗和演示實驗。但有些實驗操作起來效果不佳,像初中物理光學部分,課堂演示實驗十分重要,光的傳播規律、光的反射規律、光的折射步規律都需要在實驗的基礎上總結而出,實驗的效果好與壞,直接影響著課堂教學效果。

這部分的實驗雖然好做,但在實際進行這部分教學時,教師們發現在做演示實驗時存在乙個十分突出的問題,就是演示效果不夠理想。主要原因是光線強度不夠,在教室裡演示時,學生很難看清,只有在遮光的實驗室裡才能清晰地看到實驗現象,給學生的實驗**帶來許多不便。為了解決這一問題,本人在多年的教學實踐中,用以下幾種方法來提高光線可見度,取得了很好的效果,現介紹如下,供同行們在教學中參考。

一、 改進實驗光源

1、因地制宜,巧取太陽光為光源

太陽光線亮度高,易取用,不需複雜的裝置。在晴好的天氣宜採用,效果很好。因初中物理教材安排的光學部分教學時間在九月末至十月初,這段時間天氣一般都以晴好為主,因此這一筒單方法很實用。

具體做法是用一平面鏡在室外取一束太陽光射入教室內講台上光具座的光攔處,仔細調節光線方向和光具座,即可在光具盤上得到一條或幾條明亮的平行光線進行光的反射或折射實驗,它的效果是其它光源難以達到的。使用此法還可使學生對太陽是光源,太陽光線是平行光線有進一步的認識。它的不足方面一是受天氣的限制,不能全天候使用,二是在具體使用時由於地球的自轉,光線的方向會發生變化,需要及時調整平面鏡的角度,以保證實驗的順利進行。

2、就地取材,用其它強光源代替平行光源

⑴、巧用舊放映機、幻燈機作源

放映機、幻燈機的光線很強,亮度也很高,用來做光源比實驗室裡的平行光源要好很多,在教室裡完全可以滿足演示實驗的需要。用它們可做以下演示實驗⑴光的直線傳播及影子的形成實驗。演示時直接把它們處於放映狀態即可,不需使用膠片,通過學生觀察光路就能看到光是沿著直線傳播。

再讓學生在光線裡做不同的手勢形狀,觀察手的迎光面和背光面及手在牆上的影子,可方便地進行影子形成原因的教學,這是其它光源所不可及的優勢。⑵通過光具座上的光攔取光線做光的反射規律、光的折射初步規律的實驗。做法是將放映機、幻燈機放在原平行光源的位置,仔細調節放映機或幻燈機鏡頭的位置及光具座光攔上的遮光片,在光具盤上得到一條或幾條較亮較細的光線進行實驗。

此法較為實用,且適用範圍廣但要注意使用時要調節好鏡頭和光具座,使得到的光線最細、最亮,否則因光的衍射易出現光線過粗過散,不夠平行,影響實驗效果。⑶此法還可進行凸透鏡成像規律在幻燈機中應用的教學,由於光線強,且是現場演示,對學生理解幻燈機的原理很有好處,通過比較幻燈片和像的大小,幻燈片到鏡頭和鏡頭到螢幕的距離,幻燈片的正插與倒插和螢幕上像的倒正,學生很容易明確幻燈機中凸透鏡成像規律。

⑵利用投影儀做光源

投影儀在普通初中非常普遍,用它做光源也很筒便,選用時以立臥兩用的為最好,取臥式放置,方法和用幻燈機作光源相同。只是得到的光線雖然比平行光源的光線要強,但沒有太陽光和放映機、幻燈機的光線理想,在上述方法不能選用時可考慮用此方法,

二、改進實驗介質

在光的傳播過程中,光線照射到微粒時,如果微粒大於入射光波長很多倍,則發生光的反射;如果微粒小於入射光波長,則發生光的散射。這就是丁達爾現象。由於可見光的波長在400-700nm之間,而溶膠的粒子大小在1-100nm之間,當可見光透過溶膠時會產生明顯的散射作用.

而對純水、潔淨的空氣、溶液,雖然分子或離子更小,但因散射光的強度隨散射粒子體積的減小而明顯減弱,因此,它們對光的散射作用很微弱,光在通過時就看不清楚。在做光學實驗時,可利用上述的丁達爾現象,改變光的傳播介質,讓光線在膠體中傳播。具體操作方法是:

光的直線傳播和光的反射實驗可用fe(oh)3溶膠直接演示,光的折射實驗需用剛製好的上述溶膠,因為此時溶膠上方有水蒸氣,這是很好的氣溶膠。在上方用雷射燈照射,光線在氣溶膠中呈現出來,進入液溶膠中的光線,則發生明顯的折射。溶膠的配製方法很簡單,將60mi的蒸餾水煮沸後移去酒精燈,立即加入0.2克feci3晶體,攪拌均勻後即得到紅竭色的fe(oh)3溶膠。

若需膠體較多,可按此比例進行擴大。

三、改進實驗手段

1、 利用多**課件來展示

多**課件以其形象、直觀受到廣大教師的歡迎,原因就是多**課件利用快錄、慢錄、顯微攝影等技術手段拍攝的音像資料,以及動畫處理,向學生展示物理過程的細節,把學生在實驗中不好完成的實驗過程和觀察不清的現象清晰完整地顯現出來,從而達到實驗的目的。這是其它手段所不能達到的效果,也是現在使用新教材,體現新的教學理念,實現新的課程目標所應採用的新的教學手段。

2、 利用計算機多**軟體來顯示

計算機多**軟體以其互動性和超文字鏈結的能力顯示了它在科學教育中的巨大發展潛力。在物理課的學習中提倡智慧型軟體,學生輸入條件後它按照科學規律自動給出正確的情境。例如,凸透鏡的焦距由學生給出後,用滑鼠拖動「物體」計算機就按科學規律給出物體的像,其位置、大小、正倒、虛倒都由計算機正確地呈現出來。

這種教學軟體可以豐富學生對於物理情境的感性認識,深化對於科學規律的理解。對於中學實驗中不好完成的實驗,這類手段的意義更為重要。

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