光的反射规律探究实验中的一些改进

江苏省南京市秦淮区第三初级中学物理组（210000）徐正

1实验内容及问题所在

1.1实验目的

总结光射到物体表面上发生反射的规律：

①反射光线跟入射光线和法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线两侧；

②反射角等于入射角。

1.2实验器材

（1）光的反射演示器，其结构如图1所示，M是一块平面镜，镶在一块木板上，白色光屏E垂直固定在木板上，白色光屏F可以绕垂直于镜面的ON轴转动，E、F屏上画有以O为圆心的圆弧，上面标有刻度。

（2）激光笔，射出的光辉可做入射光线。

1.3实验过程和方法

探究并验证反射光线跟入射光线和法线在同一平面内这一结论，通常都是：调整光源的位置，使一束光沿平面E内任一直线AO射到平面镜上的O点。在平面F处观察其上的反射光线，然后绕ON轴转动平面F（一般都是向后翻折），这样使得平面E和F不在同一面上，再观察F上是否有反射光线。若没有，就可以得出结论：反射光线跟入射光线和法线在同一平面内。

但是这里就存在一个逻辑问题，学生往往会问：当F面翻折后，反射光线为什么就不会移动呢？其实它可以向任何方向移动，只是没有落在F面上罢了。单凭着观察F面上无反射光线是不足以说明它仍在原处的。

2改进措施

2.1措施一

将本操作的顺序反过来施行，先在E面上朝着M入射一束光线AO，然后将F面绕ON轴前后旋转，让学生观察，F面旋转到什么样的位置时出现了反射光线。这样很明显，只有当平面F和平面E在同一平面内时，才会出现。这时教师再总结，显示光路的两个光屏在同一平面了，那么其上的反射光线、入射光线和法线也在同一平面内。

2.2措施二

因为平面在空间上具有延展性，所以仍旧是原本的操作顺序，当把F面翻折后，将E面向F面原来所处的位置平行移动，相当于将E面延展开去，再观察E面上有无反射光线。

2.3措施三

实验器材的改进，就是当F面翻折后，用一张白纸摆在F面的原处，和E面处于同一平面，然后再观察反射光线。这样的操作其实是措施二的另外一种方式，把理论上的物理解释转为现象上的简单操作。

2.4措施四

这是较为复杂的一种方法。如图2在光屏F上垂直放一块白板（可用支架固定），当反射光线射到白板上后会在其上呈现光点，然后翻折F，如果反射光线移动，光点也会随之移动。

3思考

光的反射实验是初中生建立光线概念后的初次空间认识，包括角度关系和光线位置关系，因为初中生没有接触到立体几何，所以对线面关系认识不够。如果不做探究实验，单凭教师的语言讲解，只会将问题复杂化、繁琐化。以上的4个改进起到了避免产生新问题和解释旧问题的作用。

收稿日期：2014-03-15