对全反射实验的改进

对全反射实验的改进

高中物理课本第二册（必修）中，介绍了光的全反射现象的演示实验。该实验是利用半圆形玻璃砖来演示的，从表面上看很容易演示成功，但我在教学实践中发现，学生不易观察到入射光线和反射光线，而折射光线更难发现，其原因是在玻璃和空气中都不易观察到光线的传播路径。因而，就看不到：当光从玻璃射入空气时，随入射角逐渐增大，折射光线离法线越来越远，而且越来越弱，反射光线越来越强的现象。为此，山东阳信一中刘同堂老师对本实验作了改进。

用乳白色的氢氧化铝胶体代替玻璃砖是我的第一个改进；第二是把乳白色的氢氧化铝胶体放入三面是黑色一面透明的玻璃缸中，玻璃缸底部放置一块平面镜；第三是在胶体上方吐上烟雾，让红色的激光光束从烟雾射入胶体，通过平面镜反射，再从胶体中射出，实现从光密介质射入光疏介质这一全反射的必要条件。实验结果表明，经过改进后，红色激光光束的入射光线、反射光线、折射光线都清晰可见，全反射现象十分明显。

实验操作要点

（1）取一个三面黑色、一面透明的玻璃缸，缸底放置一平面镜，镜面朝上。然后，把缸中放入适量的乳白色氢氧化铝胶体。

（2）取一支香烟向胶体上方吐几口烟雾，并用纸片把玻璃缸上端开口盖住左右。

（3）用氦氖激光器射出一条红色光束，让光束从一边射入胶体中的平面镜上，可看到平面镜上反射出的光束射入胶体和雾气的交界面时，既发生折射，又发生反射，三条光线都很清晰。

（4）逐渐改变光束的照射角度，就会发现：随着光束从胶体射入烟雾时的入射角的逐渐增大，折射光线逐渐远离法线，而且越来越弱，而反射光线越来越强。当折射光线到达水平面上时，再增加入射角，折射光线立即全部消失，只剩下反射光线。

做本实验时，需注意玻璃缸中的胶体应占左右，以便使折射光线清晰可见；同时，还应区别开光从烟雾射入胶体时的反射光线和从胶体射入烟雾时的折射光线。

该实验改进后，简便易做，实验的清晰度大大提高，为学生理解全反射现象打下了坚实的基础。