理论教育 实验设计:生活中的光的直线传播

实验设计:生活中的光的直线传播

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)光在空气中的直线传播实验目的:探究光在空气中沿直线传播。

实验设计:生活中的光的直线传播

(一)光在空气中的直线传播

实验目的:

探究光在空气中沿直线传播。

实验原理:

光在同一种均匀介质中沿直线传播。

实验一:

实验材料:

激光笔、蚊香(或空气清新剂)、火柴。

实验步骤:

教师可以以激光笔为光源,利用丁达尔效应,在激光照射的方向上点燃蚊香,用蚊香产生的烟雾(或喷洒空气清新剂)来显示空气中光线的传播路径,让学生进行直观的观察。

实验二:

实验材料:

激光笔、纸板两块。

实验步骤:

(1)请两位学生参与实验,各拿一块事先钻了孔的纸板。

(2)先将两块纸板的小孔位置错开,两人相离一段距离,用激发笔射向黑板的方向并对准其中一块纸板上的小孔照射,让学生观察现象。

(3)再让两名学生调整手中纸板的位置,使小孔的位置能够重叠在一条直线上,同样用激光笔照射其中一个孔,让学生观察现象。

实验分析:

步骤2的操作学生在黑板上将不能发现光斑,步骤3的操作学生在黑板上可以观察到光斑,通过思考讨论,引导学生发现当光源、纸板上的两个孔在同一条直线上时,才能有光照射到黑板上,进一步得到光在空气中沿直线传播的结论。

(二)光在水中的直线传播

实验目的:

探究光在水中沿直线传播。

实验原理:

光在同一种均匀介质中沿直线传播。

实验材料:

激光笔、水、墨汁(或牛奶)。

实验步骤:

教师可以仍以激光笔作为光源,根据丁达尔效应,在水中加入少许墨汁(或牛奶),然后搅拌均匀,用激光笔射向水中,就可以很清晰地显示出光路,方便学生更清楚地进行观察。

(三)利用易拉罐演示小孔成像实验

实验目的:

探究小孔成像特点。

实验原理:

光在同一种均匀介质中沿直线传播,小孔成像为倒立的实像。

实验材料:

空易拉罐、塑料盖子、蜡烛、火柴。(www.daowen.com)

实验步骤:

(1)在罐底的中间位置钻一个小孔。

(2)拿一个半透明的塑料盖子把瓶口盖上作为光屏。

(3)点燃蜡烛作为光源,使光源对着罐底的小孔,这样可以在塑料盖子上看到一个较为清晰的蜡烛的像,对所呈现的像的特点进行观察分析。

(4)改变蜡烛到罐底小孔的距离,观察像的大小等方面的变化。

实验分析:

步骤3的实验操作可以在塑料盖子上观察到一个倒立的像,通过步骤4改变蜡烛到小孔的距离后,在塑料盖子上看到的像的大小也会随之发生变化。结合这些现象,教师再进行梳理分析,能够帮助学生更清晰、准确地理解光的直线传播及小孔成像的特点。可以鼓励学生课后自己动手做实验,制作简易的小孔成像模型。

(四)用塑料瓶盖自制针孔眼镜

实验目的:

自制针孔眼镜,了解针孔眼镜在生活中的作用。

实验原理:

小孔成像。

实验材料:

塑料瓶盖两个、大头针、打火机、线(或绳)。

实验步骤:

(1)利用打火机把大头针尖端烧红,在两个塑料瓶盖中间及两侧对称位置各扎一个孔。

(2)用线把塑料瓶盖从两侧孔穿在一起或者用绳把两个塑料瓶盖系在一起,制成眼镜形状。

(3)通过此眼镜的小孔观察周围物体。

实验分析:

不管眼睛是否视力正常,通过这副眼镜都能够看清楚周围的物体。由于小孔成像中,物体反射出来的光线通过小孔,不管距离小孔远近,在另一侧的光屏上所成的像都是清晰的。人眼睛的视网膜就相当于光屏,一般情况下,近视眼成的像在视网膜之前,远视眼成的像在视网膜之后,而通过小孔之后成的像都可以呈现在视网膜上,这样就可以看清楚物体了。

(五)用易拉罐自制针孔照相机

实验目的:

认识针孔照相机的原理。

实验原理:

光的直线传播、小孔成像。

实验材料:

两个易拉罐、钉子、塑料薄膜。

实验步骤:

(1)把稍大一点儿的易拉罐底部用钉子钻一个小孔,另一端的盖子去掉。

(2)把稍小一点儿的易拉罐底部去掉,蒙上塑料薄膜。

(3)把小易拉罐从底部套进大易拉罐中,制成简易的针孔照相机。

实验分析:

将小孔一端对着要观察的物体,眼睛从另一端向易拉罐里面的薄膜上看,就可以观察到物体所成的像。前后拉动小易拉罐,可以看到像的大小也会发生变化。这利用的是光的直线传播及小孔成像原理,当物体离小孔的距离或光屏离小孔的距离发生改变时,像的大小也会随之发生改变。

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