光的直线传播实验创新

◎浙江省台州市路桥区新桥镇中心小学 施晓益

一、教材中实验的不足

教科版小学五年级上册科学第二单元第3 课《光是怎样传播的》中设计了这样一个实验：在3 张长方形卡纸的同一位置分别打一个孔，与硬币差不多大，分别用夹子夹住每张卡纸，并将它们立在桌上，排成整齐的一列，使卡纸上的小孔在一条直线上，相邻的卡纸间隔15 厘米。接着，在最后一张卡纸后面约15 厘米的地方放一张没有打孔的卡纸作为屏，把手电筒放置在离自己最近的卡纸前一定距离处，让手电筒的光射入小孔，这时我们在纸屏上发现了什么？

图1 教材中的实验原型

在实际教学中，我发现教材中的实验存在以下问题：

1. 实验操作较难。在操作过程中很难保证卡纸上的小孔在同一条直线上。卡纸摆放要求严格，且卡纸立不太稳，学生很难控制它们之间的距离，实验效果较差。

2. 学生不能很好地观察光的传播路径，感知模糊。

3. 手电筒的光束发散，直观性不强。

4. 实验环境要求高，需要在较暗的环境下进行。

基于这些问题，我对实验教具进行改进，对实验进行创新，使实验效果更加明显，实验效率更高。

二、实验创新

实验材料：

激光笔、铁丝、蚊帐、夹子、热熔胶棒、剪刀

图2 实验设计图

实验过程：

1. 用铁丝制作几个大小相同的铁丝圈，用剪刀将蚊帐剪成比铁丝圈略大、形状相同的几块。

2. 将剪下来的蚊帐展开，用热熔胶棒把它们粘在铁丝圈上。

图3 粘有蚊帐的铁丝圈和夹子

3. 分别用夹子将每个粘有蚊帐的铁丝圈夹住，然后把铁丝圈都立在桌子上，排成整齐的一列，相邻的铁丝圈间隔5 厘米左右。

4. 在最后一个粘有蚊帐的铁丝圈后放一张卡纸作为屏。

5. 用激光笔对准离自己最近的一个粘有蚊帐的铁丝圈，打开激光笔，观察光束的传播路径，得出实验结论。

图4 在较暗环境下的实验效果

图5 在光亮环境下的实验效果

实验总结：

这个实验在以下几个方面进行了改进：

1. 电源改进：把手电筒换成激光笔，光束集中，直观性强，易观察。

2. 材料改进：铁丝和蚊帐都是生活中常见的材料，易得且能再利用。

3. 操作方法改进：将铁丝和蚊帐制成特别的铁丝圈，并将其间隔一定的距离整齐地排列，激光笔的光平行射出后，我们可以非常直观地看到光的直线传播路径。特制的铁丝圈数量越多，实验效果越明显。

改进后的实验优点：

1. 不受天气影响，无论在黑暗的环境下还是明亮的环境下，都可进行实验。

2. 实验操作难度降低。将夹住铁丝圈的夹子的尾柄弹簧钢丝卡展开，相邻夹子的尾柄弹簧钢丝卡紧挨在一起，就不会出现铁丝圈排列不整齐的问题。蚊帐上的小孔都是均匀分布的。

3.材料重复利用率高，实验现象明显。通过一个个相距不远的光点，我们可以比较直观地看到光的传播路径。