光具盘在初中光学探究中的应用

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1、例举光具盘在初中光学探究中的应用威海经济技术开发区泊于中学刘科昌初中光学以光在各种同性均匀介质中沿直线传播的性质为基础，研究光在透明介质中传播问题，属几何光学范畴。其理论基础是由观察和实验得到的。所以选择能够有效、显著反映出这些光学规律的实验器械是很重要的。光具盘以其独特的构造、简易便捷的操作、齐全的附件配套，成为初中几何光学规律探究中功能强大、使用广泛、性能优越的常规实验器材之一。那么如何利用光具盘完成相关光学规律、原理的探究与揭示？其优越性表现在哪里？结合教学实践略举一二。一、光具盘在探究光学规律中的应用1、范例：

2、探究光的反射定律2、器材：光具盘一套、教学电源一台3、实验操作：（1）按图1将矩形光盘、圆形光盘和平面镜等器件依次组好。将拦光片插入光拦中上下各六个插口里，只留中间一条缝。开启光源并旋动螺钉，调整平行光源和矩形光盘的位置，使透过中间夹缝的一条平行光束沿着圆形光盘的0°经线垂直射向平面镜上。（此时，反射光线原路返回）（2）慢慢转动光盘，此时平面镜方位发生变化，但入射光束的入射点位置未变，当光盘停止转动，即可清晰地看到反射光、入射光、法线（经线）、反射角与入射角。其中反射光、入射光、法线在同一平面上，反射光、入射光分居法线

3、两侧跃然屏上。同时充分发挥圆形光盘四个象限的精密的分度，不难得出：反射角跟入射角相等。（3）再次转动圆形光盘，不断改变入射角，此时反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，但反射角总等于入射角的动态规律也可清晰地展现出来。图14、评价：完成光反射定律探究除采用光具盘外，通常还可借助光反射演示器或米勒仪。与后者相比，采用光具盘探究有如下优势，首先，光具盘刻度（分度值为1°）远比反射演示器（分度值为10°）和米勒仪（分度值为5°）精密，有利于降低对入射角度调整的要求，几乎可以实现光在随意角度下的反射实验，进而大大降低学生实验

4、操作难度，使规律更加普适；其次后者每次实验只能展现一条光线的反射情形，而光具盘通过光拦调节可以在一次实验中同时展现一组光线的反射情况，更加便于对规律的发现、比较与归纳；最后光具盘通过教学电源得到的平行光束要比反射演示器的激光、米勒仪的自然光稳定得多，强得多。利用光具盘可做的同类探究有：探究镜面反射、漫反射；探究光折射规律；探究透镜光学性质以及凸透镜成像规律等二、光具盘在揭示光学仪器成像原理中的应用1、范例：显微镜成像原理2、器材：光具盘1套，教学电源1台3、实验操作：（1）、实验装置规格：目镜f=80mm，物镜f=16

5、0mm，分别将红蓝滤光纸片罩在光拦缝隙前方，光源通过光拦缝隙和滤光片发射出5条光，分别为2红（上方）、2蓝（下方）、1白（中间）。（2）、调整圆柱镜架里的小平面镜反射角度，使上下两条光指向物镜光心并与相邻平行主光轴的光分别相交于A、B。（3）、根据矩形光盘上显示的光路，用记号笔（黑）在矩形光盘上作出经过物镜所成的像A′B′。（4）、继续用记号笔（红）在实验光路基础上，作出经过眼睛观察到的正立、放大虚像A〞B〞，如图2所示。图24、评价：光具盘通过教学电源和光拦不仅能提供稳定、高强度的光束，而且通过滤光纸片得到有色光束，

6、这样大大增强实验光路的可视性，便于学生对仪器成像原理的理解。另外，让学生亲自动手操作光具盘进行实验，充分展现出光学仪器成像的精美光路，有效弥补几何知识储备不足、抽象思维欠强的缺憾，尤其是对光线的反向延长线汇聚而成的虚像的揭示，从而突破了学生学习难点。同类探究实验包括：揭示望远镜、门镜成像原理等。三、展示光学知识在生活中的应用，实施STS教学1、范例：近视眼的矫正2、器材：光具盘一套、教学电源一台、近视眼校正原理课件3、实验操作：（1）、实验装置如图3先在矩形光盘上放置一个焦距f=80mm的双凸柱透镜，代表人眼睛的晶状体

7、。（2）、从光拦引入三条光（可以是平行的也可以是不平行的）通过双凸柱透镜聚于右方一点。（3）、再把f=-80mm的双凹透镜代表眼镜，靠着前左侧放置就可以观察到此时的折射光线会聚点明显后移了。图34、评价：用光具盘实验辅以课件教学，成功展现了近视眼矫正的动态过程，使矫正过程真实、明了，通俗易懂，从而弥补了采用单一课件组织教学的不足。同类实验如：远视眼的矫正等。