光的反射定律实验改进探究

骆梦莹

（四川省汉源县第一中学 四川汉源 625302）

光的反射定律实验改进探究

骆梦莹

（四川省汉源县第一中学 四川汉源 625302）

初中《物理》人教版八年级上册第四章第二节中，有关探究光的反射规律实验，该实验把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地放在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图所示。

1.使一束光贴着纸板沿某一个角度射到O点，经平面镜反射，沿另一个方向射出。在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束入射的角度，多做几次，换用不同颜色的笔记录每次光的径迹。

取下纸板，用量角器测量ON两侧的∠i和∠α，将数据记录在表中。

2.纸板ENF是用两块纸板连接起来的。把纸板NOF向前折NOF向前折或向后折（如图），研究三线共面。

3.在第一步的实验中，让光逆着反射光的方向射到平面镜，观察反射光的路径

通过以上三步实验探究出光的反射规律。

在《物理课程标准》中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一，将科学探究列入内容标准，目的是培养学生的科学探究能力和创新的探索精神。实验是科学探究的一个重要环节，在物理教学中不管是演示实验还是学生实验都应该具有科学性、可操作性、简便性和可视性，实验现象应该直观明显，才能达到科学探究的目的。

然而，该实验在具体操作时发现有不足的地方：（1）在可操作性方面具有这些不足之处，一方面不容易让纸板ENF一直竖直地放在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面。另一方面入射光必须沿着纸板射到平面镜上也不容易操作。其次，要用笔描径迹也不易操作。（2）在可视性方面不足之处，一方面要利用纸板反射光将光路显示在纸板上才能才能观察到入射光线和反射光线传播的路径。但是，在实验时由于不容易让纸板ENF一直竖直地放在平面镜上让纸板上的直线ON垂直于镜面从而导致入射光和反射光往往很难完整地显示在纸板上实验现象不明显，另一方面，由于白天外部光很强相对来说从纸板上反射进入眼睛的光很弱让实验效果不明显。

所以，教材中介绍的实验方法不能产生满意的效果。因此，笔者经过研究将该实验方案进行改进，改进后的不仅可以探究光的反射定律，还可以探究光的直线传播的规律和光的折射定律，并且在省创新实验大赛中获奖，其改进如下：

一、实验器材改进

1.用有机玻璃制作一个可以旋转的量角器代替纸板，量角器90°，刻线当作法线，用有机玻璃自制密闭半圆形容器，将小平面镜固定在底部并固定量角器与它垂直。

2.在容器顶部开小孔用于固定激光笔。

3.用强光激光笔代替一般激光笔。

4.用有烟的空气代替一般空气

5.用淡肥皂水或者装入加有几滴牛奶的水代替一般水

二、实验操作步骤

1.探究光的直线传播

将点燃蚊香放入容器中充烟，用激光笔向容器中发射光观察光沿直线传播的现象。

2.探究光的反射规律实验步骤

（1）将点燃蚊香放入容器中充烟。

（2）探究法线居中：向平面镜发出入射光观察入射光线、反射光线与法线的位置关系。

（3）探究两角关系：向平面镜发出入射光，入射角分别为40°、20°、0°观察反射角（如图所示）。

（4）探究三线共面：向平面镜发出入射光，旋转量角器，观察反射光是否跟着量角器一起旋转

（5）探究光路可逆：向平面镜发出入射光，同时用另一只激光笔沿反射光的方向入射，观察新的反射光沿什么方向射出。

3.探究光的折射定律实验步骤

（1）向容器中加入一定深度的淡肥皂水并向容器中充一定烟雾。

（2）探究法线居中：向平面镜发出入射光观察入射光线、折射光线与法线的位置关系。

（3）探究两角关系：向水面任意一个角度发出入射光，观察折射光与入射光比较偏离法线的情况；垂直入射观察折射光传播方向是否发生改变。

（4）探究三线共面：向水面发出入射光，旋转量角器，观察折射光线、法线、入射光线是否始终在同一平面上。

（5）探究光路可逆：向水面任意一个角度发出入射光，同时将另一激光笔沿折射光的方向入射，观察新的折射光沿什么方向射出。

三、实验改进的优点

1.使用有机玻璃制作一个可以旋转的量角器代替纸板，可以方便直接从量角器上读出入射角和反射角的度数，解决不方便描入射光线和反射光线问题，便于探究角度关系和三线位置关系。量角器可以向后折方便探究三线共面问题。

2.用有机玻璃自制密闭半圆形容器，将小平面镜固定在底部并固定量角器与小平面镜垂直。可以在容器中充烟，让光由带烟的空气衬托显示出完整的光的传播路径，且用强光激光笔代替一般普通激光笔，即使是在外部光很强的环境中进行实验，也很容易观察到光的传播路径其实验现象都很明显，很稳定，可以提高可视度易于观察。

3.在容器顶部开小孔用于固定激光笔，将小平面镜固定在底部并固定量角器与小平面镜垂直，在进行实验时可以不用手固定激光笔和量角器就可以保证光路稳定和量角器与平面镜始终垂直，让实验操作很方便和测出的角度更准确，减小实验的误差。

4.用有机玻璃自制密闭半圆形容器，可以在容器中装中加入一定深度的淡肥皂水或加入加有几滴牛奶的水，增加水的浑浊度可以衬托出光在水中的传播路径，并在容器上方充一定烟，实验时可以完整观察到光折射路径，探究光的折射的规律，提高观察的可视度。

5.就地取材、从生活中挖掘实验，自制简易的实验器材其原材料常见（有机玻璃）、容易制作，一经制好可以长期使用，易于推广使用。

6.通过改进后实验场所和时间不受限制，实验现象明显，可靠性、可操作性，激发学生兴趣。