巧用ipad拍摄功能突破偏振光的应用

詹凯 田成良

学生在学完光的干涉和衍射之后，通过光的偏振现象进一步认识光波，并通过光的偏振性质来证明光波是一种横波。本节课程理论部分并不难理解，但是光的偏振在生活实际的应用却相对复杂，学生不会解释其中的原理。偏振光的重要应用之一，就是在拍摄玻璃后方景物或者水中景物时，在相机镜头前加上偏振片，调整偏振片的透振方向，可以大大降低镜面反射的影响。本实验难度不大，所用器材相对简单，在课堂中可以很方便的呈现给学生。

1传统教学的不足

传统课堂中，多数是利用课前拍摄好的照片进行演示比对，让学生观察对比普通照片与加上偏振片并调整透振方向之后的照片，来说明利用偏振片可以有效减弱玻璃或者水面的反射光，如图1和2所示。

利用拍摄好的照片进行对比，课堂气氛没有达到预期的热烈程度。经过分析，主要有以下两方面原因：

1.1不能有效调动学生参与，学习积极性不高

照片是静态的呈现方式，学生只是看到了添加偏振片前后的两状态，没有真正参与到消除偏振光的过程之中，无法体验其中的神奇之处，即便是多拍摄几张反射光处于中等强度的照片拿给学生看，也无法替代消除偏振光的过程量。学生没有亲身参与到其中，自然兴趣不大。

1.2无法展示反射光消除过程，可信度较低

现代电脑合成与修改技术发达，由于照片无法呈现反射光的消除过程，因此有学生会怀疑照片可能做过适当的处理，对照片的真实性产生怀疑。如果失去了学生的信任，那么课程的学习效果就会大打折扣。

2利用ipad改进后的教学

为了充分调动学生的积极性，增加实验结果的可信性，必须在课堂中完整地呈现出反射光的消除过程。利用ipad实时拍摄功能和多媒体有效整合的技术，可以同时解决上面的两个问题。具体实施过程如下：

在多媒体电脑上安装苹果公司的官方软件Airplayer，并打开“电脑一投影”设备的无线局域网（wifi），开启ipad的wifi，搜索并连接到教室的无线局域网上，就可以将ipad上所显示的内容，实时投影在教室的电脑主机上，并通过显示屏让全体学生看到ipad上的实时内容。

打开ipad的摄像功能，让ipad的摄像头充当“眼睛”，对着玻璃或者水面的反射光去“看”，就能让学生在大屏幕上观察到具有偏振光干扰的画面，并能在这个情境下让学生掌握用偏振片消除偏振光干扰，拍摄清晰的照片的能力。具体优点如下。

2.1贴近生活，把物理情景搬进课堂

在实际课堂中，在课桌上放置一块玻璃板，玻璃板下方放置了一只蓝色的纸盒，如图4所示。玻璃板上反射出天花板上的日光灯，反射光强烈，学生看不清玻璃板下方的纸盒。如图5所示。

2.2提高关注度，激发学习兴趣

该活动场景中，既有实物日光灯、地板反射光、玻璃板和ipad，也有以及大屏幕画面，该场景形象直观，关注度高，学生在真实场景中，易于发散思维，学习积极性高。特别是看到ipad拍摄的画面后，积极性高涨，课堂气氛非常活跃，纷纷旋转手中的偏振片（如图6所示），寻找偏振片产生“神奇”的画面。