理论教育 光折射现象的实验设计及其在日常生活中的应用

光折射现象的实验设计及其在日常生活中的应用

时间:2023-07-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:(二)利用生活材料展示“海市蜃楼”实验目的:认识“海市蜃楼”现象。(五)光的折射的生活物品“小魔术”实验目的:观察透镜对物体的作用。请学生进行叉鱼比赛,通过总结比赛技巧,让学生理解光的折射现象。我们清晨所看到的太阳光实际上是折射现象产生的。

光折射现象的实验设计及其在日常生活中的应用

(一)制作简易透镜

实验目的:

了解透镜。

实验材料:

一次性塑料薄膜手套、清水。

实验步骤:

用一次性塑料薄膜手套制作简易透镜,在手套中加入清水,鼓起的手套相当于凸透镜,可以通过它观察到被放大的文字和图片,而把手套捏扁时,发现文字和图片会缩小。

(二)利用生活材料展示“海市蜃楼”

实验目的:

认识“海市蜃楼”现象。

实验原理:

光的折射。

实验材料:

矩形玻璃容器、食盐水(糖水或酸性定影液等)、房屋模型(或其他物体代替)。

实验步骤:

(1)利用一个矩形玻璃容器装适量食盐水(糖水或酸性定影液),深度约15cm。

(2)在容器中加入大约1/3量(深度4cm)的清水。

(3)在容器的一侧大约12cm远处放一个房屋模型(或用其他物体代替),模型要有光照亮,这样才能清楚观察。

(4)学生在容器的另一侧就能看到“海市蜃楼”现象。

(三)凸透镜对光的会聚作用

实验目的:

认识凸透镜对光的会聚作用。

实验原理:

光的折射,凸透镜对光有会聚作用。

实验材料:

放大镜、气球。

实验步骤:

(1)将一只放大镜放在阳光下,在放大镜下阳光另一侧放一个吹饱的气球。

(2)调整气球位置,使气球处于放大镜的焦点位置。

(3)等待一段时间,用太阳光使气球表面温度升高,当温度达到一定值时,气球会被点爆。

(四)用自制放大镜观察物体

实验目的:

认识放大镜的功能。

实验原理:

光的折射,凸透镜对光线有会聚作用。

实验材料:

彩色珠子、杯子保鲜膜、清水。

实验步骤:

(1)将彩色珠子放入杯子中,用保鲜膜把杯口封住。

(2)用手轻轻按压保鲜膜,使保鲜膜中间凹下去一点儿,呈倒锥状。

(3)在保鲜膜中间倒适量清水,通过保鲜膜中间有水的部分观察杯中的珠子有什么变化。

实验分析:

在保鲜膜中加水,自制了一个简易的凸透镜,即放大镜,通过放大镜观察珠子,会发现珠子变大了。这就是凸透镜作为放大镜,可以起到放大物体的像的原理。

(五)光的折射的生活物品“小魔术

实验目的:

观察透镜对物体的作用。

实验原理:

凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。

实验一:

实验材料:

两个大小不同的透明玻璃杯、水、蜡烛(或其他待观察物体)。

实验步骤:(www.daowen.com)

(1)把小杯子置于大杯子内部,在大杯子中加水,使水不要溢入小杯中。

(2)在两个杯子的一侧放上要观察的物体,如蜡烛,通过杯子去观察物体。注意观察到的像所在的位置及大小、形状。

(3)改变杯子到物体的距离,观察像的变化。

(4)改变物体相对于杯子放置的角度,观察像的变化。

(5)移动小杯子在大杯子中所处的位置,比如从大杯子中间移向两边,再观察所看到的像的变化情况。

实验分析:

当小杯子在大杯子中间位置时,可以把两个加水的玻璃杯装置看作两个凹透镜,对光线主要起发散作用。当小杯子在大杯子中的位置偏移时,可以把这个装置看作两个凸透镜,对光线有会聚作用。因此,观察到的像也会随着物体、杯子位置的移动不断发生变化。

实验二:

实验材料:

透明玻璃杯、水、玩具小车。

实验步骤:

(1)在水平面上,放一个盛满水的透明玻璃杯。

(2)在视线的另一侧放一辆玩具小车,水平开过,比如从左侧开向右侧。

(3)通过玻璃杯观察小车的移动情况。

实验分析:

在这里玻璃杯相当于一个凸透镜,当小车在玻璃杯后从左向右运动时,通过玻璃杯看到的小车的运动方向与实际情况相反。被小车反射后经过玻璃杯的光线由于折射的原因光路发生了改变,观察到的小车运动情况是经过折射后看到的像。

实验三:

实验材料:

透明玻璃杯、水、硬币。

实验步骤:

(1)在玻璃杯中放入一枚硬币,让学生说出硬币的数量。

(2)在玻璃杯中加入清水,提问学生此时可以在玻璃杯中看到几枚硬币。

实验分析:

学生通过观察会在加入清水的玻璃杯中看到有两枚硬币。这是由于光的折射,一个硬币的像是由于水中硬币反射的光线经过水、玻璃杯、空气的传播进入眼睛而形成的,另一个像是由于水中硬币反射的光经过水面与空气的折射传播到眼睛形成的。

(六)光的折射生活运用

实验目的:

认识光的折射在生活中的运用。

实验原理:

光线传播时在不同介质的分界面会发生偏折。

实验材料:

大盆、水、盐、土豆胡萝卜、橡皮泥)、木筷、针。

实验步骤:

(1)在一个较深的大盆内装入一定浓度的浓盐水。

(2)盆里放上用土豆、胡萝卜、橡皮泥等材料制作成的“小鱼”。

(3)在木筷上安装针,用来代替“鱼叉”。

(4)请学生进行叉鱼比赛,通过总结比赛技巧,让学生理解光的折射现象。

实验分析:

通过一个与生活联系紧密的有趣游戏,激发学生的学习兴趣,加强光的折射现象与生活的联系。实验时要注意实验的科学性,做好准备,选择较深的容器进行,方便学生清楚地区分“小鱼”的像与“小鱼”本身所处的位置不同。

(七)光的折射解释清晨所见光线

实验目的:

知道清晨所见的光是太阳光折射后的虚像。

实验原理:

光的折射呈现的是虚像。

实验材料:

糖果、遮挡物、透明瓶、水。

实验步骤:

(1)将糖果放在遮挡物另一侧,使视线从一侧看不到糖果。

(2)将装满水的透明瓶放在糖果与遮挡物之间。

(3)从同一位置再次观察,此时可以通过透明瓶看到糖果。

实验分析:

糖果用来模拟太阳,遮挡物用来模拟地平线。清晨时太阳光由于地平线的遮挡,人站在地球表面原本是看不见的,但由于大气层的作用,即在糖果与遮挡物之间放上透明瓶,经过光的折射,人眼就能看到大气层折射后太阳的虚像。我们清晨所看到的太阳光实际上是折射现象产生的。

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