徐勝強

桐鄉(xiāng)市第一中學，浙江省桐鄉(xiāng)市314500

1 光在水中的全反射實驗

1.1 基本儀器

5角硬幣一枚、玻璃水槽一個、普通攝像頭一個，電腦、投影儀、玻璃膠一支、透明度好的保險膜一張、橡皮筋十根、電吹風一個。

1.2 具體操作

1）將普通攝像頭改裝成水下攝像頭：市場上現成的水下攝像頭可以買到，但價格太貴，高中物理教師可以用普通攝像頭改裝，首先將攝像頭拆開，用玻璃膠將攝像頭內線路板膠住，待玻璃膠干后將攝像頭裝好。然后用保鮮膜將攝像頭包好，在引線處用橡皮筋扎緊并用電吹風吹一吹使扎緊處保鮮膜抱緊引線。（此處防水實際上是雙保險，保鮮膜一旦漏水攝像頭也不會損壞，因線路板已被玻璃膠膠?。?/p>

2）將5角硬幣放入玻璃水槽中，然后向玻璃水槽中加一定的水（大約15cm深）

3）將改裝好的攝像頭與電腦相連后放入水中，調整好位置，讓5角硬幣上反射光線經水面全反射后進入攝像頭中，我們可從電腦屏幕上看到5角硬幣的像。お

1.3 思維發(fā)散

人在水下直接看水下的東西是什么樣子、人在水下抬頭往天上看又是什么樣子？以上兩個實驗讓老師帶學生去做難度很大，但我可以用攝像頭代替眼睛，將圖像顯示在屏幕上讓學生看。

2 光的折射演示實驗改進

2.1 基本儀器

5角硬幣一枚、玻璃水槽一個、普通攝像頭一個、電腦、投影儀。

2.2 傳統(tǒng)的演示模式

教師把玻璃水槽放在講臺上，在玻璃槽中放一枚硬幣，叫一位同學上講臺站在水槽前，適當改變頭部位置，使眼睛恰好看不到硬幣，然后保持眼睛和槽的位置不變，另一同學慢慢向玻璃水槽中倒水，隨著水面的升高，該學生能觀察到的現象是：發(fā)現硬幣好象升高了，本來看不見的硬幣慢慢進入該同學視線。お

該演示實驗的弊端主要是：一位或幾位同學上講臺做實驗，其他同學坐在座位上當觀眾，但看不到實驗現象，只能聽老師或同學講解所看到的實驗現象，這種方式是達不到實驗應有的目的，也很難引起班級其他學生的共鳴。

2.3 解決方案

用攝像頭代替人的眼睛，攝像頭將攝入的信息通過投影儀投射到屏幕上，讓全班同學觀看。具體操作的方法是：將攝像頭通過電腦與投影儀連接，用攝像頭對準玻璃水槽，移動硬幣使硬幣反射的光線剛好不能進入攝像頭，然后請一位同學將水慢慢倒入玻璃水槽。全班同學坐在座位上通過屏幕可以清楚的看到硬幣逐漸顯露出來。おお

2.4 筆者體會

1）用攝像頭將信息輸入計算機大大提高了可視度，且高度保真；

2）用攝像頭代替人的眼睛，給同學們靈活使用儀器提供了范例，用活生生的例子告訴同學們很多電子元器件的功能不是一成不變的，而是可以開動腦筋，挖掘出儀器的應有功能；

3）用眼睛直接看，人的頭部可能會動，用攝像頭代替人的眼睛克服了人頭部可能稍微晃動的缺點。

3 證明折射光線也是可逆的

3.1 實驗設計思路

我們給學生講課時講到：光線是可逆的，光線在空氣中可逆很好證明，但光線發(fā)生折射時還可逆嗎？能不能證明？將實驗2中的硬幣與攝像頭換一個位置，不就可以證明折射光線也是可逆的嗎？

3.2 基本儀器

以上實驗（1）、實驗（2）中的所有儀器。

3.3 具體操作

將攝像頭通過電腦與投影儀連接，將攝像頭放入玻璃水槽，移動上方硬幣使硬幣反射的光線剛好不能進入攝像頭，然后請一位同學將水慢慢倒入玻璃水槽，通過屏幕可以清楚的看到硬幣逐漸出現在屏幕上。お

本實驗除了說明了折射光路可逆外，還說明了人在水中抬頭往上看時視野會變大。

4 小結

幾何光學是高中物理的重點內容,也是許多現代科技的基礎知識，做好光學演示實驗是理解和掌握全反射、折射規(guī)律的重要環(huán)節(jié)，但有很多光學演示實驗可視度不高，這樣大大影響了學生的學習，用攝像頭代替人的眼睛有效克服了這一難點，同時也大大提高了學生學習的興趣。

(欄目編輯王柏廬)