巧用加湿器做光学实验

在初中物理的光学（光的反射、折射等）教学中，需要做一系列的演示实验，为了显示光路，教师想了很多方法，比如让一束激光通过蚊香的烟或拍打黑板擦产生的粉笔灰等，但实验现象仍不是很明显。笔者发现，让激光通过加湿器产生的白雾，可以清晰地显示光的传播方向，在此基础上可以做出一系列光的直线传播，光的反射和光的折射实验，取得了较好的教学效果。

1 光的直线传播实验

打开加湿器，用激光笔对着加湿器产生的白雾照射，由于漫反射，白雾中出现一条笔直的光路如图1所示，说明光在空气中是沿直线传播的。

2 光的反射实验

2.1 演示光的反射定律

在加湿器产生的白雾中放一个小平面镜，用激光笔照射平面镜，可以演示光的反射现象，如图2所示，改变入射光线的方向，或转动镜面，可以发现

图1 光的直线传播

图2 光的反射定律反射光线的方向也发生改变，当光垂直入射时，可以发现反射光线与入射光线重合。

2.2 演示光的反射中光路可逆

在图2的基础上，用另一支激光笔沿第一次的反射光线的方向入射，可以发现第二次的反射光线与第一次的入射光线重合，如图3所示，从而说明在光的反射过程中，光路是可逆的。

2.3 演示角反射器的工作原理

打开加湿器，在加湿器产生的白雾中放一个角反射器，用激光笔照射角反射器，可以发现，经角反射器2次反射后，最终的反射光线与最初的入射光线是平行的。如图4所示，从而说明角反射器的原理。改变入射光线的方向或转动角反射器，最终的反射光线与最初的入射光线仍然平行。

图3 光的反射中光路可逆图4 角反射器的工作原理

2.4 演示镜面反射

在加湿器产生的白雾中放一个平面镜，将两支激光笔捆绑在一起作为平行光源，用此平行光源照射平面镜，可以发现平行光经平面镜反射后仍是平行光，如图5所示。

2.5 演示凸面镜对平行光线的发散作用

在加湿器产生的白雾中放一个凸面镜，将两支激光笔捆绑在一起作为平行光源，用此平行光源照射凸面镜，可以演示凸面镜对平行光线起发散作用，如图6所示。

图5 镜面反射

图6 凸面镜的发散作用

2.6 演示凹面镜对平行光线的会聚作用

在加湿器产生的白雾中放一个凹面镜，将两支激光笔捆绑在一起作为平行光源，用此平行光源照射凹面镜，可以演示凹面镜对平行光线起会聚作用，如图7所示。

3 光的折射实验

3.1 演示光的折射规律

在放了水的水槽中加一些杂质（比如牛奶粉）可以显示水中的光路。让加湿器产生的白雾喷到水面上，此时，用激光笔通过白雾照射水面，可以发现光在水面处发生折射和反射现象，如图8所示，改变入射角，可以发现反射角与折射角也随入射角的变化而变化。

图7 凹面镜的会聚作用

图8 光的折射规律

3.2 演示凸透镜对平行光线的会聚作用

在加湿器产生的白雾中放一个凸透镜，将两支激光笔捆绑在一起作为平行光源，用此平行光源照射凸透镜，可以演示凸透镜对平行光线起会聚作用，如图9所示。如果换另一个凸透镜，可以发现不同的凸透镜的焦距不同。

如果用手电筒照射凸透镜，可以发现在白雾中，手电筒发出的光柱被凸透镜会聚成光锥。

3.3 演示凹透镜对平行光线的发散作用

在加湿器产生的白雾中放一个凹透镜，将两支激光笔捆绑在一起作为平行光源，用此平行光源照射凹透镜，可以演示凹透镜对平行光线起发散作用，如图10所示。

图9 凸透镜对平行

光线的会聚作用

图10 凹透镜对平行

光线的发射作用

由于加湿器能持续产生大量的水雾，因此教师在用加湿器做光学实验时，在操作上比使用蚊香烟和粉笔灰更方便，现象也更明显。还有，相对于蚊香烟和粉笔灰，加湿器产生的水雾对人体无害。

各种各样的小家电是非常好的实验资源，教学中要因地制宜地开发和利用这类实验教学资源，确保物理实验教学目标及整个物理教学目标。