剖析教科版教材中的两道光学习题

毛永辉

(绵阳南山中学 四川 绵阳 621000)



剖析教科版教材中的两道光学习题

毛永辉

(绵阳南山中学 四川 绵阳 621000)

从学生和同行对教材的疑惑出发，剖析了教科版高中教材《物理·选修3-4》中的两道光学习题.

教科版 光学习题 三角函数

每届都有部分学生特别爱思考，对教材提出自己的疑惑，而有些问题是教师没有考虑过的，为了解答学生的困惑，教师必须静下心来思考，这就促进了教师的专业成长.

1 光在介质中传播的时间

图1 光射入平行玻璃砖

【习题1】如图1所示，一块两对面平行的玻璃砖的厚度为L，现测得该玻璃砖的折射率为1.73，若光从上表面射入的入射角i为60°，求光在玻璃中传播的时间.

采用假设法分析，即假设两时间相等.设入射角i对应的折射角为r，光在玻璃中传播时间为t1，光从原玻璃的上表面到达下表面的时间为t2，则

结合前文，有t1=t2，整理得

(1)

在玻璃砖的上表面，由折射定律得

(2)

联立式(1)、(2)得sin 2i=sin 2r，又0

i+r=90°

(3)

式(3)是两个时间相等的条件.

现重新审视习题1，光从上表面射入的入射角i为60°，该玻璃砖的折射率为1.73，则折射角为30°，刚好满足式(3).

2 “测定玻璃的折射率”实验的误差分析

图2 测玻璃折射率实验

【习题2】某同学在做测定玻璃的折射率的实验时，法线画得与界面不垂直，出现如图2所示的倾斜，则他测得的折射率比真实值 (选填“偏大”、“偏小”、“无影响”、“不能确定”).

习题2是教科版高中教材《物理·选修3-4》第68页“练习与评价”栏目中的习题.有教师在物理教师专业论坛QQ群里求助该题的解答.

图3 分析图

如图3所示，在图2的基础上作出与界面aa′垂直的法线1，设入射光线与法线1的夹角为i，折射光线与法线1的夹角为r.把图2中的法线记为法线2，设法线1与法线2的夹角为θ，则

又0

图4 三角函数图

2016-06-26)