根据密度完成光的反射和折射的作图方法

刘忠志

摘 要： 现行使用的初中物理教材中关于光的反射和光的折射涉及的知识较少，同时教材中的叙述比较简单、枯燥，给初中二年级学生学习光的反射和光的折射的知识带来了不便。作者经过三十多年的初中物理教学实践与教学探索，逐步探索出一套让初中学生很轻松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作图方法，选择适当的方法对学生掌握光的作图有很大的帮助，按作图顺序进行编号，然后按编号进行作图，最后根据介质的密度确定两角的大小关系。

关键词： 密度 顺序 编号 作图 技巧

现行的初中物理教材中关于光的反射和光的折射涉及的知识较少，同时教材中的叙述比较简单、枯燥，给初中二年级的学生学习光的反射和光的折射的知识带来一些不便，人民教育出版社出版的八年级物理教材中关于光的折射的叙述为：光线从空气斜射入水中或其他介质中时，折射光线向法线方向偏折，折射角小于入射角。当入射角增大时折射角也增大。当光线从空气垂直射入水中或其他介质中时，传播方向不变。笔者在三十多年的初中物理教学实践与教学过程中，发现初中二年级学生在学习光学知识的过程中感到最困难的两个问题是：一是根据光的反射定律和光的折射规律的作图；二是对凸透镜成像规律的掌握。对此，笔者经过三十多年的初中物理教学实践与教学探索，逐步探索出一套让初中学生很轻松、很容易就能掌握光的反射和光的折射的作图技巧和方法，选择适当的方法按作图顺序进行编号，然后按编号进行作图。有助于学生突破根据光的反射定律和光的折射规律的作图这一教学难点，顺利掌握根据编号完成光的反射定律和光的折射规律的作图的正确方法，最后根据介质的密度确定两角的大小关系。该作图方法的具体实施过程分以下几步：①作两种物质的交界面（界面）；②画入射光线；③标出入射点；④过入射点作法线；⑤在图中标出入射角；⑥根据介质的密度确定反射光线和折射光线。

1.根据该方法完成光的反射的作图

具体方法如图1所示：

①从两种物质中找到它们的界面MN；

②画入射光线AO；

③标出入射点O：入射光线和界面的交点；

④画法线：过入射点O作界面的垂线EF⊥MN；

⑤标出入射角：入射光线和法线的夹角∠AOE；

⑥根据光的反射定律和两侧介质的密度（法线两侧是同种介质密度相同）确定反射光线OB；

⑦使反射角∠BOE=入射角∠AOE。

2.根据该方法完成光的折射的作图的具体方法分两种情况

（1）第一种介质的密度小于第二种介质的密度的作图如图2所示：

①从两种介质找到它们的界面MN；

②画入射光线AO；

③标出入射点O：入射光线AO和界面MN的交点O；

④画法线：过入射点O作界面的垂线EF⊥MN；

⑤标出入射角：入射光线和法线的夹角∠AOE；

⑥画光的入射光线AO的延长线OC（使∠COF=∠AOE，过顶角相等）；

⑦根据第一种介质的密度小于第二种介质的密度的关系在对顶角∠FOC内画折射光线OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

（2）第一种介质的密度大于第二种介质的密度的作图如图3所示：

①从两种介质找到它们的界面MN；

②画入射光线AO；

③标出入射点O：入射光线AO和界面MN的交点O；

④画法线：过入射点O作界面的垂线EF⊥MN；

⑤标出入射角：入射光线和法线的夹角∠AOE；

⑥画光的入射光线AO的延长线OC（使∠COF=∠AOE，过顶角相等）；

⑦根据第一种介质的密度小于第二种介质的密度的关系在对顶角∠FOC内画折射光线OB；

⑧使折射角∠BOE<入射角∠AOE。

通过上述三种基本作图的教学，让学生通过适当练习，能够在很短时间内顺利掌握根据密度和编号掌握光的反射定律和光的折射规律的作图的正确方法，根据介质的密度确定两角的大小关系。经过长期的教学实践，初中二年级学生在完成作业和检测中光的反射定律和光的折射规律的作图正确率极高，很少有学生出现错误。借此机会笔者愿将该教学方法与各位同行分享，为初中物理教学献出自己微薄的力量。

参考文献：

[1]彭前程.八年级物理上册光的反射和光的折射[Z].82.北京：人民教育出版社，2012.