我对《初中物理〈光现象〉教学》的思考与理解

刘建章

（惠民县姜楼镇中学，山东 滨州 251714）

一、光从哪里来？——光源

光从哪里来? 太阳、星星（恒星）、灯和火，还有那些可爱的小生物——萤火虫、水母、灯笼鱼和斧头鱼。他们都能自身发光，都是我们物理上所讲的光源。就是他们给我们这个世界带来了光明，带来了温暖，从而孕育了这个世界上无数鲜活且充满智慧的生命，也才使得这个世界越来越变的精彩纷呈。在无数没有太阳的夜晚，是月亮为我们驱走了黑暗，只因月光是月球反射到地球的太阳光，所以月亮不是光源。

二、光是怎么来的？——光的直线传播

在我们的感觉里，光总是直来直去，沿直线奔跑。在有雾的夜晚，灯一打开，灯光四射，一条线一条线地从灯出发，各自奔向四面八方；打开探照灯，一条笔直的光柱直冲云霄；在有淡雾的清晨，我们穿过茂密的树林，会发现一束束太阳光线通过树缝射向地面，给我们一种特别清新的感觉，拿一支激光笔，让光射向浓雾或浓烟，就会发现一条笔直的红线展现在我们眼前。以上现象都属于我们课本里的光的直线传播的现象。

在我们的脑海里，光从光源发出，就像一支支充满神奇力量的箭，由箭头带路，沿直线冲向透明的远方，这就是光线，沿直线，有定向。

这支“箭”即光线要保持沿直线行走，要么没有任何阻碍，即经过的空间是真空，要么有阻碍，经过的空间介质透明且均匀。所以光要直线旅行，经过的地方就必须是透明、均匀的介质或真空。光在空气中是直行，光在水中是直行，光在玻璃中是直行，光在浩瀚的太空才是体现光自身价值的直行。

既然光在我们身边沿直线穿行，我们可利用它帮助我们把一些事情去完成。第一、小孔成像。光照物体过小孔，成像在屏能调整，只能调大小永倒立，实像在屏要认清，实像是，光把光屏来照亮，虚像是，光未到屏骗了我们的眼睛。第二、挖隧道，定方向，激光准直他最行，竖高楼建大厦，常用激光来找平。第三、影的形成。阳光、月光、电灯光，有物遮挡便成影。树遮荫、房后影，人过路灯影随同（由长变短再变长），灯光后，玩手影，小孩见了真高兴，要是哪有皮影戏，大人孩子都庆幸。第四、日食和月食。太阳、地球和月球，地球围绕太阳走，月球围绕地球转，三者有时一条线。月球居中现日食，太阳被吃天变暗，地球在中是月食，天狗吃月较常见。日食过程用时短，月食发生用较长时间才还原。第五、日常生活还很多，如竖线杆，扶田埂，站队看齐，栽树成行，打枪瞄准等都离不开光的穿行沿直线。

三、光有多快？——光速(c=3×108m/s)

光一旦出发，每秒公里30 万，宇宙中，物体速度差别大，光速最大记心间。若让光沿赤道转，1 秒可走七圈半。光在我们视野内，可以说即发即至，过程不需用时间。尤如我国民典故，“说曹操曹操就到”根本无需用时间。光在宇宙得不同，行走相当费时间。光行平常两星间，少说几年几百年，上亿年的很常见，他们也没到天边。到底宇宙有多大，给出说法的只有爱因斯坦，那就是，宇宙有限但无边。宇宙之大难想象，只有用他的相对论去解释，去判断。空间尺寸去丈量，用公里去算也太不方便，天文单位本就有，我们一起看“光年 ”，顾名思义光走一年之距离，算得结果是94608 亿公里，数据太大也太难算。目前人类所捕捉到的最远发来地球光的星体，距地球128.8 亿光年，即1218.55104 万亿亿公里，你能想象出有多远，你的大脑就可堪比爱因斯坦。

光在太空（真空），没有阻碍，不会失速。在空气中，由于空气密度较小，分子间距太大，光基本无阻碍，仍然直行，速度近似每秒30 万公里。但光到了水中，由于水密度较大，分子间距较小，光的运动受到阻碍，速度变成了其在真空中速度的约四分之三，即约每秒22.5 万公里。在玻璃中，其密度更大，光运动受阻更大，失速更大，速度变成了在真空速度的约三分之二，即每秒20 万公里。总之，介质对光的运动起阻碍作用，光的速度随其所在介质密度的增大而减小。这与介质对声速的影响正好相反（声速随传声介质的密度的增大而增大），因为光传播的是光本身，其传播并不需要介质；而声传播的是振动是能量，只有借助于介质才能传。

光本身就是一种高速运动的物质，也称光子，具有一定的能量。光射到地球表面，就会使地面上的土壤、山石、空气、水、房屋建筑和一切动植物等吸收能量而变暖。光照射到植物上，能使植物进行光合作用而不断地吸收二氧化碳放出氧气。正是由于光的照射，才使得地球孕育了人类和一切动植物赖以生存的美好环境。爱因斯坦的光电效应理论促使人们发明了光伏发电，光照射到光伏板上就能激发光伏极板上的电子运动而产生电。这是目前已被人们广泛利用的清洁能源。

四、光会被阻挡吗?——光反射

看物体。有了光，光遇到不发光的物体就会被物体反射，被物体反射的光进入我们的眼睛，我们便看到了本身并不发光的物体。

明定律。光即光子，遇到两种介质界面时，就像一个乒乓球被打到乒乓球台面上，会被弹回，这就是光的反射。光的反射和乒乓球的反射道理是一致的，即：三线（入射线、反射线、法线）共面（平面）；法线居中（反射光线和入射光线分居法线两侧）；两角（反射角和入射角）相等。反射实验的器材（平面镜，用两块相同长方形硬纸板连接起来的长方形硬纸板，激光灯，量角器，不同颜色的笔）、步骤（沿板射入镜反射，色笔记录光经迹；改变角度多次侧，量角器测角比角度；纸板法线前后折，入反射经迹是否全）、结论及注意事项（描折线定反射点，折线正好镜垂线，设计表格角记全，后得结论并不难）要弄清。注意记住：光路是可逆的呀。

知分类。光反射有两类，之一发生在光滑面，平行光入射平行射出，这叫镜面反射。黑板用久变“晃”眼，高楼玻璃幕墙造成光污染，磨光的大理石装饰“刺”眼，这都属于镜面反射。之二发生在粗糙面，平行光入射沿不同方向射出，这就是漫反射。我们之所以能从不同的方向看清同一物体，就是因为物体对光产生了漫反射。下雨后晚上背着月光走，明处是地面，暗处是水，如果迎着月光走，反而暗处是地面，明处是水。看谁能够解释得对又全。

懂成像。物体出光遇镜面，反射入眼眼可见，物体明明在别处，眼见物体镜里面。是眼受了骗，实为虚像镜里边。探究竟，反射成像是关键，物点发出多光线，经镜反射画反射反向延长线，交点即为成像点，物像关于镜对称，用对称也能画像点。会作图做实验，物像对称是特点，实验注意事项多，实验每步别小看。对此考试经常有，操作做题都要练。要说平面镜应用，就两点：成像和改变光路。凸面镜做成后视镜，扩大视野真方便，凸镜反射也成像，缩小正立镜里面。凹面镜，来聚光，汽车头灯照很远。凹面镜汇聚太阳光，可以烧水又做饭。

辨现象。看见物体，照镜子，玻璃幕墙真刺眼，水面、光滑地面、黑板晃眼，水中倒影，汽车头灯聚光，后视镜扩大视野等均为光的反射现象。还有那明亮的天空：太阳光或月光穿过大气层时会受到大气层中空气分子、微粒、水滴、冰晶等物质阻挡而发生反射或散射，造成天空中各处都会有光线进入人眼，因此天空看上去是明亮的。蔚蓝的天：天空的颜色是大气层对太阳光选择性反射或散射的光的颜色。当太阳光通过大气层时，太阳光中波长较长的红光、橙光、黄光，由于其穿透性较好，而都能穿透大气层直接射到地面，而对于能量较大，波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被空气中的空气分子、微粒、水滴、冰晶等物质阻挡而发生反射或散射，使这些光射向不同的方向，所以使天空呈蔚蓝色。蓝色的大海：海水的颜色是海水对太阳光反射或散射的色光颜色。太阳光（白光）射到海水上时，由于海水对波长较长的红、黄色进行了选择性吸收，而对波长较短，能量较大蓝、紫光进行了较强烈的反射或散射，因而海水看起来呈现蓝色。

五、光遇水面和玻璃面会怎样？——折射同时也反射

探规律。光从空气斜射入水（玻璃）或从水（玻璃）斜射入空气，光会从入射点发生偏折，这就是光的折射。其规律有三，即三线（入射线、折射线、法线）共面（平面）；法线居中（折射光线和入射光线分居法线两侧）；两角（折射角和入射角）不等。光由光疏入光密，近法线偏折（这时折射角小于入射角）；光由光密入光疏，远法线偏折（这时折射角大于入射角）。特殊地，垂直界面入射时，两角为零相等。折射角随入射角的增大而增大。

辨现象。看水池，水变浅，叉鱼要靠下一点。看日出，观日落，太阳大小都在变。玻璃砖下笔错位，筷插入水被折断。大海边，海市蜃楼虽不多，沙漠深处有时也出现。这些原理都一致，光的折射在里面。折射光反向延长线，相交成虚像记心间。太阳光过三棱镜，彩色光谱现眼前，雨过天晴彩虹出，白光折射色分散。红橙黄绿蓝靛紫，紫光偏折最大总是在里边。

6.看不见的光。红光之外有红外线，热辐射作用最明显。红外加热，红外夜视，红外测体温也常见，家用电器红外遥控，信息技术红外遥感。紫光之外紫外线，紫外消毒最常见。紫外验钞本领大，紫外红外都看不见。

7.色光混合。色光混合挺简单，记住三原色红绿蓝。三原色混合呈白色，不同比例混合色俱全。

8.物体的颜色。身边物体本无色，白光照物色呈现。透明物的颜色是由透过它的色光决定的，透明物能透过什么颜色的光，透明物就是什么颜色，当然允许白光通过的透明物，透明物就是无色。色光照射不透明物，物体反射啥光物体肯定就是显啥颜色。对所有色光都反射，不吸收任何颜色的色光，此物肯定呈白色。所以夏天穿上白衬衫，感觉凉快又好看。对所有色光都吸收，这个物体就显黑色。黑色物体吸收所有色光，因而夏天穿黑色衣服热得只出汗，所以黑色花在自然界很少见。什么颜色的物体只反射什么颜色的光，其他色光都吸收。若有人处在红灯下，白上衣肯定显红色，而蓝色裙子一定变黑暗。没有光照在物体上时，伸手不见五指，啥也看不见，处处黑色一大片。

小结：太阳给这个世界带来了光明，带来了温暖，从而孕育了人类及动植物赖以生存的美好的充满生机的生活环境，使人们对未来充满着无限的向往，去创造生活，去创造未来。