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大学物理光学教学中存在的问题及解决方法探究作者：何永凡来源：《新一代》2019年第15期摘要：本文主要分析大学物理光学教学存在的弊端，以及研究提高大学物理光学教学效果的具体对策，以期不断提升物理光学教学质量。
关键词：光学教学;物理;教学效率;培养;教学模式引言对于大学理工科专业而言，物理光学是其中一门基础课程，也是必须学习的重要学科。
大学生在学习一些基础科目以后，如，电动学、数学分析等，会涉及到一些波动光学知识，能够为以后学习《光纤光学》、《卫星光通信》等做好铺垫，与此同时，为将来从事有关光路设计研究方面工作的学生奠定坚实的基础。
但是，现阶段大学物理光学教学过程中依旧存在一些问题，因此要采取有效的解决方法进行处理，以不断提升物理光学教学效果。
一、大学物理光学教学存在的弊端（一）教师只注重知识的传授，忽视学生学习方法掌握大学物理光学教学过程中，由于传统教育理念根深蒂固，教师在教学过程中，只注重学生知识掌握情况，从而忽视了学生学习能力的培养。
例如，大学物理教师在开展《光的折射现象》这一节教学时，在开展实验时，教师使用水作为介质，从而一些学生片面的认为水是唯一的一种介质，学生只是被动的接受知识，没有充分发挥想象力、思维力，学生没有了解和学会解决问题的技巧和手段，不利于提高物理光学的教学效果。
（二）物理光學理论知识的深入，降低学生学习兴趣大学物理教师在光学教学过程中，在开始阶段，学生一般热情高涨，课堂气氛良好，对新知识充满探索的欲望。
而伴着光学知识点的进一步加深，从“光的电磁”到“光波叠加”，以及从“干涉”到“衍射”等，学生不能够充分了解和掌握很多的概念性的知识结构。
与此同时，没有彻底领悟到光学的具体分析手段，从而导致学生对光学知识学习热情降低，具体表现在，缺少有效的互动、课堂纪律差、缺课等。
具有关调查显示，只有一半的学生对物理光学教师充分热情，学生中有35%出现了学习热情降低现象，而学生中15%已经厌倦物理光学教学。
第十一讲 光学 原子物理学一、光的直线传播1、光在同一均匀介质中是沿直线传播的。
光在真空中传播速度为：C=3×108m/s 日食，月食，影子，小孔成像说明光的直线传播二、光的反射1、光的反射定律光射到两种介质的界面上时，反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线、入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。
2、在光的反射中，光路是可逆的。
三、光的折射1、光从一种介质进入另一种介质时，光的传播方向发生改变的现象，叫光的折射2、光的折射定律⑴内容：折射光线和入射光线在同一平面内，折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，入射角正弦和折射角正弦的比值为一定值．⑵公式：光从真空进入介质中 r i nsin sin = 3、折射率 vc n = 4、在光的折射现象中，光路是可逆的四、全反射光从光密介质进入光疏介质时，光全部反射回原来介质中的现象，叫光的全反射1、产生全反射的条件：⑴光由光密介质进入光疏介质 ⑵入射角大于临界角2、临界角：光从光密介质中射到光疏介质中，折射角为90°时的入射角叫临界角。
3、应用（1）水中或玻璃中的气泡看起来特别明亮（2）光导纤维（3）全反射棱镜五、棱镜1、棱镜对光线的作用光线经棱镜二次反射后向底边偏折，折射率ｎ越大，偏折角θ越大 3、棱镜对光路的控制－全反射棱镜4、光的色散白光经过三棱镜后分成七色光：从上到下依次是：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
说明紫光在同一种介质中的折射率最大，速度最小。
生活中的现像：雨后的彩虹光本性一、光的干涉1、条件：两列频率相同的光波叠加。
2、双缝干涉——托马斯.杨（1）实验装置图（2）实验现象：①同种单色光：屏上出现明暗相间条纹，条纹间距相等，中央为亮纹②不同种单色光：相邻亮纹（或相邻暗纹）间距相等，红光的大，紫光的小。
③白光：屏上出现明暗相间的彩色条纹，中央为白色亮纹。
注：实验中其他条件不变时，条纹的间距与波长成正比。
3、薄膜干涉及光的干涉的应用（1）薄膜干涉：光照到薄膜，出现明暗相间的条纹用白光照射时，不同厚度处会出现不同色光的亮纹，形成彩色的干涉条纹。
高中物理中的光学中的常见错误光学是物理学的一个重要分支，研究光的产生、传播、与物质相互作用的规律。
在高中物理学习过程中，光学作为一门重要的理论体系，常常出现一些常见的错误。
本文将从光的性质、光的传播和光的反射折射等方面，详细介绍在高中物理学习中常见的光学错误，并提供正确的解释和理解。
一、光的性质方面的常见错误1. 错误观念：光是一个体积较大的物质。
解释：光并不是一个实体物质，而是一种电磁波，具有双重性质。
它既可以表现为波动现象，又可以表现为由光子组成的微粒现象。
光的波动性质体现在光的干涉、衍射等现象中，而粒子性质则可以解释光的光电效应等现象。
2. 错误观念：光的传播速度因介质而不同。
解释：光在真空中的传播速度是恒定不变的，约为每秒3.00×10^8米。
而当光从真空传播到不同介质时，会发生折射现象，导致光线的传播方向发生改变。
介质的折射率决定了光在介质中传播的速度。
二、光的传播方面的常见错误1. 错误观念：光总是沿直线传播。
解释：光的传播不仅可以沿直线传播，还可以通过介质的折射、反射等现象改变传播方向。
比如光在镜面上的反射，或者在折射率不同的介质中发生折射。
此外，光也可以通过物体的散射传播。
2. 错误观念：光的传播速度与光源的亮度有关。
解释：光的传播速度与光源的亮度并没有直接的关系。
亮度指的是光源单位面积上发出的光的能量，而光的传播速度由介质的光密度和折射率等因素决定。
三、光的反射折射方面的常见错误1. 错误观念：光从光疏介质射入光密介质，会改变光的频率。
解释：光的频率是在光的发射源产生时确定的，不会因为介质的变化而改变。
当光从光疏介质射入光密介质时，会发生折射现象，但频率并不改变，只是传播速度和方向发生了改变。
2. 错误观念：光从光密介质射入光疏介质时，会发生反射现象。
解释：当光从光密介质射入光疏介质时，会发生折射现象，而非反射。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间的关系由折射定律决定。
高三光学原子物理专题2005-4-3 光学从本质上看是一门以观察入手的实验学科，它从很大程度上是以实验事实为依据的。
近几年高考在几何光学部分以作图加以计算为主，物理光学部分以选择题为主。
但往往这类题目失分较多，其主要原因概括为以下两点：1.对概念、规律理解不透、掌握不准确.物理光学部分要有一定的记忆。
2.图画得不准确、不严密，图中包含的物理知识、遵循的物理规律体现不出来或不全面.造成失误的根本原因是基础知识掌握不牢，对光的直射、反射定律、折射定律、全反射、透镜成像规律等理解有误，与实际相联系的问题，不能抽象出简单模型.原子物理是一门研究物质微观结构及性质的尖端科学，它从量子化的概念和思想入手，复习时要从思想上真正理解玻尔理论的核心内容，而核能是一种新能源，随着科学技术的发展，必将对人类的生存和发展发挥很大的影响作用，应注意核能是一种能量形式，应从能的转化和守恒定律的角度认识理解技能方程的物理意义，学会计算核能的方法。
2004年江苏高考试题选择题部分出现三道选择题，充分体现了在高考复习中本章节的重要性。
应引起注意。
一、光学部分：（一）．重点难点分析1．反射定律：三线共面，两线对称。
2．折射定律：①光从一种介质进入另一种介质时，介质的折射率和对应角（该介质中光线与法线的夹角）的正弦值的乘法相等，即：n1sini＝n2sinr②光从一种介质进入另一种介质时，介质的折射率和光在该介质中的传播速度的乘积是一常数，即：n1v1＝n2v2＝C 3．像的观察视野范围的确定①先确定物体的像的位置②再作出物体的每个端点发出的两条射向镜边缘的光线，通过对应的像点确定边缘光线的反射光线（平面镜）或折射光线③找出眼睛同时看到两个端点的像的范围，即观察到全像的范围④视野的确定要充分利用光路可逆原理，先假设人眼处有一点光源，利用光路图确定点光源通过平面镜或透镜能照亮的区域，即为人眼所能看到的区域――视野4．光的本性和光电效应（二）注意的几个问题1．光路的可逆性：无论在反射现象还是折射现象中，光路均是可逆的2．物点与像点的一一对应：由物点发出的光经平面镜反射或折射后，反射光线的反向延长线及折射光线（或其反向延长线）均过像点3．作图要规范Array 4．在确定观察范围时，抓住边缘光线是解题关键‘（三）解题方法指导例1．假设地球表面不存在大气层，那么人们观察到的日出时刻与实际存在大气层的情况相比（B）A．将提前B．将延后C．在某地区将提前，在另一些地区将延后D．不变命题目的：考查光在由光疏介质射入光密介质时光线的偏折方向与原方向的关系。
高中物理教案案例分析：波动现象和光学实验中的原理和应用一、引言波动现象和光学是高中物理课程中重要的部分，涉及到光的特性、波动的规律和光学实验的原理和应用等。
通过对波动现象和光学实验的学习，可以有效提升学生对于物理概念的理解、提高实验能力以及培养科学思维能力。
本文将通过对高中物理教案案例的分析，探究波动现象和光学实验的原理和应用。
二、波动现象的性质和规律1、波动的定义和分类在物理学中，波动是物体在空间中传播的一种运动。
波动的分类有机械波和电磁波两类。
机械波传播需要介质，如水波或声波；而电磁波可以在真空中传播，比如光波。
2、波的特性波有许多性质，其中波长和频率是最重要的两个特征。
波长是指波顶之间的距离，而频率是指波每秒内振动的次数。
波的速度等于波长乘以频率，即v = λf。
根据这个公式，我们可以看出波的频率和波长是成反比例关系的。
三、光学实验的原理和应用1、双缝干涉实验双缝干涉实验可以证明光具有波动性质。
实验中，把光通过一个小孔照射在一牢靠的屏幕上，即可得到一个光点。
我们现在在该屏幕的另一侧放置两个细小的开口，这些开口距离非常接近，在后面放置一张屏幕接收光的反射。
通过这种方式，我们可以观察到一个明亮的中央和两个暗色的边缘，这个现象被称为干涉条纹。
这个实验中的印证了光的叠加原理，即一个光束的相位差导致干涉效应，产生了明暗相间的干涉啥纹。
双缝干涉实验是理解光波特性的基础。
它还有重要的应用，如图像处理和光学仪器（如干涉计和拉曼光谱仪）。
2、普通光顺光照明实验普通光顺光照明实验一般被称为雷利照明实验。
该实验使用平行光照射反设备。
平行光被透过一片透明玻璃，照射一个小角度的金属板。
由于金属表面特殊的抛光品质，该表面会反射出来一个波纹。
该实验可以检测光的极性和场向性，以及光物理学中的反射规律，也有实用性。
四、教学内容的设计1、教学内容的选择高中物理课程涉及了机械波和电磁波的基础概念，可以通过讨论波和光与其它学科的关系，鼓励学生发掘它们在生活中的应用。
一. 教学内容：几何光学、物理光学、原子物理考点例近几年的考题中都贯穿着一个信息：物理光学考查的重点是光的干涉和衍射、光电效应现象及其规律、光子说、光的电磁说、电磁波谱、光电管及其应用、光的波粒二象性。
本章内容，大多是同学们在生活中不太热悉的，知识点多，内容抽象，且知识定量的少，定性多，需要记忆的信息量大，但高考考卷中占分比例小，难度不大，因此会造成考生麻痹轻敌，复习时投入精力过少，基本概念不清、理解记忆程度差，造成考试时不必要的失误。
在今后的高考中，本章内容在题量、难度和占分比例上不会有大幅度变动，占分比例基本不变，主要题型为选择题。
二. 夯实基础知识几何光学以光的直线传播为基础，主要研究光在两个均匀介质分界面处的行为规律及其应用。
从知识要点可分为四方面：一是概念；二是规律；三为光学器件及其光路控制作用和成像；四是光学仪器及应用。
（一）光的反射1. 反射定律2. 平面镜：对光路控制作用；平面镜成像规律、光路图及观像视场。
（二）光的折射1. 折射定律2. 全反射、临界角。
全反射棱镜（等腰直角棱镜）对光路控制作用。
3. 色散。
棱镜及其对光的偏折作用、现象及机理应用注意：1. 解决平面镜成像问题时，要根据其成像的特点（物、像关于镜面对称），作出光路图再求解。
平面镜转过α角，反射光线转过2α2. 解决折射问题的关键是画好光路图，应用折射定律和几何关系求解。
3. 研究像的观察范围时，要根据成像位置并应用折射或反射定律画出镜子或遮挡物边缘的光线的传播方向来确定观察范围。
4. 无论光的直线传播，光的反射还是光的折射现象，光在传播过程中都遵循一个重要规律：即光路可逆。
（三）光导纤维全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。
光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。
光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。
这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
高二物理学科中的光学与磁学实验误差分析与改进光学与磁学是高二物理学科中重要的实验内容，通过实验可以更好地理解相关原理和概念，并掌握实验操作技能。
然而，在实验过程中，我们常常会遇到误差的问题，这可能导致实验数据的不准确性，影响实验结果的可靠性。
因此，进行实验误差分析并采取相应的改进措施是非常必要的。
1. 光学实验误差分析与改进1.1 光的直线传播实验在进行光的直线传播实验时，我们通常会使用平面镜，光屈射和反射的规律是关键。
然而，实际操作中可能存在以下误差：①光线的发射和接收不准确，可以通过确保光源和接收器的稳定固定来避免；②镜面不完全平整，可能导致光线反射不准确，可以使用光具清洗剂清洁镜面，或更换更光滑的镜面。
1.2 光的色散实验在进行光的色散实验时，我们经常使用棱镜。
然而，棱镜可能存在以下误差：①光线与棱镜的角度不准确，可以使用显微光学器械精确测量角度；②棱镜表面不完全清洁，可能会影响光线的折射和反射，可以使用棉布和酒精擦拭棱镜表面。
2. 磁学实验误差分析与改进2.1 磁力线实验在进行磁力线实验时，我们通常使用铁屑和磁材料，观察磁力线的分布情况。
然而，实验中可能存在以下误差：①铁屑的重量不准确，可以使用天平进行精确称量；②磁材料的强度不准确，可以使用磁力计进行精确测量。
2.2 磁场实验在进行磁场实验时，我们经常使用磁罗盘和磁材料。
然而，磁场实验可能存在以下误差：①磁罗盘的指针不准确，可以使用已知磁场强度的磁材料进行校正；②磁材料的强度不准确，可以使用磁力计进行精确测量。
3. 实验误差的改进措施3.1 提高实验操作技能实验误差的主要原因之一是操作技能不熟练。
通过反复实验，熟悉实验步骤和操作方法，提高实验操作的准确性和稳定性，从而减小误差的发生可能性。
3.2 使用精确的实验仪器和设备合理选择优质的实验仪器和设备，提高测量精度与准确度，减小误差的可能性。
3.3 参考文献和专家建议在进行实验过程中，可以参考相关文献和专家的建议，了解实验方法和技巧，避免一些常见的实验误差，并根据自己的实验情况进行合理的改进。
高考总复习光学和原子物理学第二十章光的反射与折射一、光的直线传播光线1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的①前提条件是在同一种介质，而且是均匀介质。
否则，可能发生偏折。
如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。
②当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原来的传播方向。
2.光速光在真空中的转播速度为C=3.00×108m/s①光在不同介质中的传播速度是不同的。
根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过C。
②近年来（1999-2001年）科学家们在极低的压强（10-9Pa）和极低的温度（10-9K）下，得到一种物质的凝聚态，光在其中的速度降低到17m/s，甚至停止运动。
③也有报道称在实验中测得的光速达到1011m/s，引起物理学界的争论。
3.用眼睛看实际物体和像用眼睛看物或像的本质是凸透镜成像原理：角膜、水样液、晶状体和玻璃体共同作用的结果相当于一只凸透镜。
发散光束或平行光束经这只凸透镜作用后，在视网膜上会聚于一点，引起感光细胞的感觉，通过视神经传给大脑，产生视觉。
①图中的S可以是点光源，即本身发光的物体。
②图中的S也可以是实像点（是实际光线的交点）或虚像点（是发散光线的反向延长线的交点）。
③入射光也可以是平行光。
以上各种情况下，入射光线经眼睛作用后都能会聚到视网膜上一点，所以都能被眼看到。
二、平面镜成像作图法观察范围照亮范围1.平面镜成的像是等大的虚像，像与物关于镜面为对称。
2.根据平面镜成像的特点，在要求作出光路图时，可以先画出像，后补光路图。
3.充分利用光路可逆的性质作图。
（点光源通过平面镜反射照亮的范围和眼在某点通过平面镜看到的范围是相同的）②人在镜前通过平面镜可看到AB完整像的范围。
4.用动态分析找范围。
一般利用边缘光线作图找范围。
三、折射与全反射1.公式(θ1为入射角和折射角中的较大者)2.各种色光性质比较：红光的n最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角C最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角和折射角）。
物理学学科中的光学现象分析教案主题：光学现象分析引言：光学现象是物理学中非常重要的一个研究领域，它涉及到我们日常生活中许多现象的解释，如折射、反射、干涉等。
本教案将通过一系列案例来分析和解释不同的光学现象，增进学生对光学的理解和应用能力。
一、光的传播速度案例分析：1. 案例1：一束光在真空中传播的速度描述：学生在教室中，通过一块平板玻璃看窗外，发现窗外的景物位置与实际位置有一定的偏移。
分析：通过让学生观察，引导他们发现光在真空中传播的速度是一个恒定值，即光速。
由于玻璃的折射作用，光线改变了传播的方向，导致看到的景物位置与实际位置有所差别。
2. 案例2：一束光在不同介质中传播的速度描述：学生在实验室中通过将一支草管放置在水池中，观察水中的字迹位置。
分析：通过观察，引导学生发现光在不同介质中的传播速度是不同的。
在水中，光速较空气中慢，因此水中的字迹位置发生了一定变化。
二、光的折射案例分析：1. 案例1：折射现象描述：学生在实验室中将一根直棍放置在倾斜水池中，观察直棍在水中的折射现象。
分析：通过观察，引导学生发现直棍在水中的一部分被折射，看起来似乎发生了弯曲。
解释时，可以引入折射定律，说明光在不同介质中传播时会发生折射现象。
2. 案例2：光的全反射描述：学生在实验室中将一束光从水中射入玻璃杯中，观察光束在玻璃杯内的传播情况。
分析：通过观察，引导学生发现光束在射入玻璃杯的某个角度时会发生全反射现象。
解释时，可以引入临界角的概念，说明当光线入射角大于某个特定角度时，光线将完全被反射，不发生折射。
三、光的干涉案例分析：1. 案例1：双缝干涉描述：学生通过实验装置观察单色光通过双缝的干涉现象。
分析：引导学生观察干涉条纹并说明其出现的原因，解释时可以引入干涉现象的光程差和波前重叠的概念。
2. 案例2：薄膜干涉描述：学生通过实验装置观察光通过薄膜时的干涉现象。
分析：引导学生观察干涉条纹，并通过实验结果说明薄膜干涉的原理。
