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初中物理光学作图难点剖析及突破


  摘 要:初中物理光学作图是中学物理中常的题型,光学作图能够反映出学生对光学知识的理解和掌握程度。初中物理教师在进行光图作图的教学时,要对作图的难点进行详细讲解并进行有针对性的训练,通过训练帮助学生剖析和突破光学作图难点,让学生掌握光学作图的技巧。
  关键词:初中物理;光学作图;难点剖析及突破;技巧
  一、引言
  光学是学生在八年级学习多彩的光时接触到的光学知识,这也是学生第一次接触物理作图。光学作图包括光的反射作图、平面镜作图、光的折射作图以及透镜的作图。在进行光学的作图时需要借助三角板、圆规或者量角器等工具。让学生进行光学作图能够了解学生对光学知识的理解和掌握程度,通过光学作图训练,能够提高学生对光学知识的理解和运用能力。为学生以后的物理作图奠定基础。因此初中物理教师在学习完这部分知识时,要有针对性的对学生进行作图训练,通过训练帮助学生剖析和突破光图的难点。
  二、光学作图的注意事项
  初中物理教师在对学生进行光学作图训练时,要对学生严格要求,把作图的要领给学生讲清楚。光学作图是学生最早接触的物理作图,因此初中物理教师在教学时要培养学生良好的作图习惯,为学生以后学习力学示意图、杠杆示意图、滑轮组、电路图以及电磁现象图奠定基础。有许多学生感觉光学作图很简单,认为就是几个点,几条线。其实光学作图中点的位置、线的虚实以及线段的長短和方向的起止都非常讲究。初中物理教师在让学生进行光图作图时,首先要选择合适的作图工具,铅笔、直尺和圆规的使用都有严格的要求,不能为了图方便,随便用手画出来。因此初中物理教师在进行光学作图的教学时,要注意规范的板书演示,给学生做好榜样。
  三、光学作图中作图技巧
  光学作图包括光的反射、光的折射和凸透镜成像三类,无论哪一种作图,都在熟练掌握光在各种情况下的传播规律。
  1.光的反射作图。光的反射定律:反射光线与入射光线和法线在同一个平央内,反射光线和入身光线分居法线的两侧,反射角等于入射角。因此在作图时,确定法线是解题的关键。如:已知入射光线(或反射光线),画出反射光线(或入射光线)。
  解题技巧:这类题比较简单,在解题进只先把法线画出来,然后再确定入射角和反射角就可以了,最后再把另一条线画出来即可。
  已知入射光线和反射光线,确定平面镜的位置。
  这类型题的解题技巧就是先把入射光线和反射光线的夹角的角平分线找出来,确定法线,然后再经过入射点作法线的垂线,也就是平面镜的位置。如图所示,用一平面镜把与水平方向成30°角阳光反射进井底。在图中画出平面镜的位置。
  这道题的解题的关键要画出法线。首先可以根据题意把反射光线路画出来,然后再画出入射光线和反射光线的夹角的平分线2,就可以确定法线,然后作出垂直于法线的平面镜即可。如图所示。
  再如已知光源和反射光线经过的点,画出光的传播途径。
  这类型题的解题技巧就是根据平面镜成像的原理,反射光线的反向延长线经过虚像点进行作图。如图所示,S点是光源,在下方有一个平面镜,如果反射光线经过P点,请在画出下图的光路图。
  在解这个题时,由于无法确定入射点,因此无法画出光路图。有些学生要想把光路图画出来存在着一定的困难。这道题的解题关键在于根据平面镜成像的特点确定像点,然后再根据平面镜成像的原理进行作图。如下图所示。
  2.光的折射图。光的折射的作图需要根据光的折射定律,即折射光线与反射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线的两侧,光从空气斜射入水或者玻璃时,折射角小于入射角;光从水或者玻璃斜射入空气时,折射角大于入射角;光垂直放射时,光的传播方向不变。
  已知入射光线(或者反射光线)画出折射光线的类型作图如下。
  如图所示,有一束光从空气射入水中,请画出反射光线和折射光线。
  做这类型的题的关键还是确定法线,在做出法线后,再根据折射规律,找出折射角,最后画出折射光线即可。
  已知眼睛和观察对象的位置,请画出光的传播路径。
  这类型题的作图技巧在于,首先确定在折射光线中,不管光从何种介质中身入,总是空气中的这一侧的角大,也被称为斜角空气大。如图,潜水员的眼睛在水下A处,B点有一条小鱼,而C点有一只小鸟,请画出潜水员观察小鸟和小鱼的光路图。
  画图时,潜水员在水下能够看以小鸟和小鱼,实质上就是B、C两点有光线传到A点,由于A点和B点都位于水中,由于光是沿直线传播的,因此光从C处传播到A处时,是光的折射,根据折射规律,可以画图。
  3.凸透镜、凹透镜对特殊光线的作用。透镜对光线的作用是平行于凸透镜主光轴的光线经折射后过焦点;过焦点的光线经凸透镜折射后平行于主光轴。平行于凹透镜主光轴的光线经折射后反向延长线过焦点;延长线过焦点的光线经凹透镜折射后平行于主光轴。凸透镜和凹透镜,过光心的光线传播方向不改变。在进行教学时,教师可以给学生总结规律让学生记忆。
  四、结语
  在光学作图时,虽然题目千变万化,但是光的传播过程总是要遵循光的直线传播、光的折射以及光的反射规律。因此初中物理教师在进行光学作图的教学时,要给学生剖析难点,找出作图规律,把握作图策略,进而突破难点,提高光学作图的教学效率。
  参考文献
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