“海市蜃楼”实验研究

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物理教学探讨 o u ma 1 0 f P h y s i c s Te a c h i n K

第3 1卷总第 4 6 0期 2 0 1 3年第 1 0期 (上半月)

“海市蜃楼"实验研究 聂剑军，黄晓标 1 .江西省宜春一中， 江西宜春 3 3 6 0 0 0

2 .江西省教育厅教研室，江西南昌 3 3 0 0 4 6 摘要：“海市蜃楼’’作为《全反射》一课的引入自然而然，能把奇观做出实验，学生的注意力被吸引过来。调整观察的

高度和物体的位置，居然看到了倒立蜃景，学生兴趣高涨，深究其因。激光笔显示的光路提供了事实依据，光路图分析自 然而然.“海市蜃楼”的实验研究得以深入。 关键词：海市蜃楼；全反射：实验

中图分类号： G6 3 3 . 7

文献标识码： A

文章编号： 1 0 0 3— 6 1 4 8 ( 2 0 1 3 ) 1 0 ( S )~ 0 0 0 8— 2

今年 4月举行的江西省第七届中学物理教

光是直线传播，逆着入眼光线“找”物而看到蜃景。用激光斜向上射入食盐水，弯曲的光路印证 了以上的分析。 2 蜃景倒正 2 . 1问题的提出

学改革创新大赛中，笔者执教的《全反射》获一等 奖并代表江西省参加八月在宁夏银川举行的全国大赛，获全国一等奖。本课的创新实验“海市蜃楼”及其教学效果引人关注。 海市蜃楼是自然奇观，可遇而不可求，在教室做海市蜃楼模拟实验，学生自然是拍手称快。 笔者用水和饱和食盐水的折射率不同而形成扩

省里的比赛课就是按以上分析揭 秘海市蜃楼的，加上为本课设计的其他许多创新实验， 评委对这堂课给出

散层模拟了自然界中的海市蜃楼。学生兴致盎然 地观看蜃景，笔者适时引入，为了揭秘海市蜃楼，

我们今天来学光的全反射。 1 一般原理

了很高的评价。利用比赛的间隙，笔

图2倒立蜃景图

饱和食盐水的密度和折射率均比水大，当水和饱和食盐水“安静”地“碰” (这里需要制作技巧.本文略 )在一起时会引起扩散，扩散层的密度和折射率形成梯度变化，模拟了海面上空气因温度的梯度变化而形成空气层

的密度与折射率的梯度变化。如图 1,物体发出的光线在扩散层不断折射，入射角越来越大，以致发生全反射，并返回扩散层又不断折射，最后进入眼睛，眼睛认为 者向省教研室物理教研员汇报了进行“海市蜃

楼”实验的新发现：有的位置观察居然看到了倒立蜃景。因为现行教材和历届教材，凡是涉及海面上海市蜃景的描述都是正立的居多，原因都说是全反射，少数教材中有蜃景产生倒立像的模拟图片，但也没有说明。我们很重视此实验场景，一 则科学探究得到了深入，二则学生的科学态度得到

了培养——敢于质疑，这是物理教学探讨的有益尝 试。

2 . 2倒立蜃景成因

根据前面的观察经验，又有利全班同学看到

倒立蜃景的产生过程，笔者使用了投影仪的摄像 头代替眼睛，降低摄像头位置，拖退物体位置，学生惊奇地发现，屏幕上出现了倒立蜃景，如图 2。 图 1揭秘海市蜃楼图

本文为重庆市人文社会科学重点研究基地重点项目“普通高中科学类模块课程教学实施调查及国际比较研究” (项目编号 1 0 S KB1 6)研究成果之一。