孫越東
學(xué)生學(xué)習(xí)的很多知識都是從實(shí)際生活中得來的,物理知識也不例外。高中物理是一門具有較強(qiáng)抽象性的學(xué)科,知識內(nèi)容非常抽象,很多情況下學(xué)生并不能很好地對物理知識進(jìn)行理解。光學(xué)知識在實(shí)際生活中的應(yīng)用非常廣泛,很多隨處可見的生活現(xiàn)象都蘊(yùn)含著光學(xué)知識,通過對光學(xué)知識的熟練應(yīng)用能夠?qū)ι钪幸恍┨厥猬F(xiàn)象進(jìn)行理解與分析,促進(jìn)學(xué)生對光學(xué)知識的良好掌握。
物理知識與實(shí)際生活密不可分,因此生活中的很多現(xiàn)象能夠通過光學(xué)知識進(jìn)行解釋。比如最為著名的光學(xué)現(xiàn)象就是“海市蜃樓”,產(chǎn)生這一特殊現(xiàn)象的原因就是物理光學(xué)原理中光的折射與反射,從而在天空中所形成的一種虛像;人們的交通工具車,車兩邊的反光鏡則是應(yīng)用光學(xué)的特殊成像規(guī)律;實(shí)驗過程中應(yīng)用的實(shí)驗儀器顯微鏡等則是應(yīng)用光學(xué)原理制作而成的。這一系列光學(xué)知識的良好應(yīng)用,都標(biāo)志著高中物理光學(xué)知識充斥著人們工作與生活的方方面面,使人們的生產(chǎn)生活更便捷。因此,學(xué)生在進(jìn)行光學(xué)知識的學(xué)習(xí)時要充分將理論知識與生活實(shí)際現(xiàn)象相結(jié)合,對生活中的光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行留心觀察,從而促進(jìn)學(xué)生對高中物理光學(xué)知識的有效掌握。
雨過天晴之后,天空中時常會出現(xiàn)美麗的彩虹,這一生活現(xiàn)象的原理可以從人教版教材中“光的折射”一節(jié)內(nèi)容中認(rèn)識到。結(jié)合之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過的物理知識可以得出,太陽光與其他光線不同,屬于復(fù)合光,是由多種不同顏色的光線融合成的一種特殊光束,在平常的情況下,太陽光能夠直接的攝入人們的眼中,呈現(xiàn)出白色可見光的狀態(tài),這樣就看不到其他顏色的光束,但是在剛下過雨的情況下,大氣層中會漂浮著很多小水滴,當(dāng)太陽光依舊通過大氣層到達(dá)地面時,在大氣層中發(fā)生了偏差,當(dāng)太陽光照射到大氣層中懸浮的小水滴時,由于入射角的不同,使得反射角度也呈現(xiàn)出不同。與此同時,光線在空氣與水滴之間來回折射,使得水滴呈現(xiàn)出三棱鏡的作用,將太陽光進(jìn)行發(fā)散,從而造成了彩虹的形成。在高中物理課堂中,教師可以將彩虹作為光的折射這一章節(jié)內(nèi)容的切入點(diǎn),使用三棱鏡向?qū)W生詳細(xì)講解彩虹的形成過程,能夠較大程度上促進(jìn)學(xué)生對光的折射物理原理的理解與掌握。
海市蜃樓通常情況下出現(xiàn)在沙漠或海邊,究其原因主要有兩點(diǎn):氣溫和光學(xué)條件。以沙漠海市蜃樓為例,結(jié)合人教版高中物理中的光學(xué)原理可以理解為,夏季溫度比較高,沙子受到日照的時間也比較長,并且沙子的比熱容比空氣高,所以沙漠的地表溫度能夠得到持續(xù)上升,并且因為空氣的導(dǎo)熱性能比較低,在沙子與空氣之間就形成了“空氣層”,空氣層的產(chǎn)生使得越接近沙子溫度越高;越上層的空氣溫度越低,密度隨著高度的增加而逐漸降低。因此,當(dāng)空氣照射沙漠時,在經(jīng)過由導(dǎo)熱性能不同而產(chǎn)生的空氣層時,太陽光會出現(xiàn)折射現(xiàn)象,從而將遠(yuǎn)處的景象透射到沙漠中,由此形成海市蜃樓。海市蜃樓光學(xué)物理現(xiàn)象由來已久,在《史記》等多本古籍中都有對海市蜃樓的記載,在古代人們更多地認(rèn)為海市蜃樓是神仙的居住場所,雖然隨著社會的不斷進(jìn)步,人們已經(jīng)逐漸了解了海市蜃樓的成像原理,但以海市蜃樓出名的蓬萊島等多處旅游景點(diǎn),每年仍舊能夠吸引大批的游客前來觀賞。
在高中物理學(xué)習(xí)過程中關(guān)于宇宙有一個著名的學(xué)說,為宇宙膨脹說。這一學(xué)說的主要思想觀點(diǎn)為地球周邊的很多星球隨著時間的推移正在不斷地遠(yuǎn)離地球,宇宙處于不斷膨脹的過程中。其中支撐宇宙膨脹說的一個重要的理論依據(jù)就是光譜數(shù)據(jù)。在實(shí)際生活中,隨著發(fā)生物體的不斷接近,聲音在不斷地增大,例如遠(yuǎn)處駛來的汽車,人們通過的聲音就是不斷增高的,這種現(xiàn)象原理為聲波的多普勒效應(yīng)。聲音和光在本質(zhì)上都可以看做一種波,因此多普勒效應(yīng)原理同樣可以運(yùn)用于光的傳播過程中。在宇宙中除了太陽之外,還存在著很多發(fā)光天體,假設(shè)這些天體之間的距離是恒定的,那么地球所接受的光波頻率應(yīng)該與其他天體的發(fā)射頻率一致,如若距離拉大,二者的光波頻率就會出現(xiàn)差異。在科學(xué)家不斷探索的過程中由光譜數(shù)據(jù)可以看出,發(fā)光天體與地球之間的距離確實(shí)正在不斷地拉大,這也為宇宙膨脹說提供了重要的理論依據(jù)。
總之,在高中物理光學(xué)教學(xué)活動中,教師要充分結(jié)合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況,應(yīng)用生活中的物理光學(xué)現(xiàn)象對光學(xué)知識進(jìn)行詳細(xì)的講解,從而促進(jìn)學(xué)生對高中物理光學(xué)知識的理解與掌握,從而幫助學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)意識,促進(jìn)學(xué)生物理水平的顯著提高,推進(jìn)學(xué)生今后更好的發(fā)展。