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【中学物理王超群】4.4.3海市蜃楼光路的形成机制,光线为什么会拐回地面,只是因为折射么?
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【初中物理系统课程(拓展拔高)】 我们知道,海市蜃楼是由于光的折射形成的:上下不均匀的大气将原本射向空中的光折回了地面,从而进入观察者的眼睛,使我们在空中看到虚像,即为海市蜃楼。 但为什么,折射会导致光最终回到地面? 要回答这个问题,就必须提到“全反射”,而全反射恰恰又是初中不讲的。这就导致初中生实际上无法完全理解海市蜃楼的光路。本视频从初中生的认知能力和习惯出发,简单地、定性地补充了全反射的知识,从而补上了理解海市蜃楼的最后一块拼图。由于是面向初中生的,所以讲解还是十分细致的(你也可以认为是“语言罗嗦”,哈哈),自认为全网讲到这个份儿上的不多(真想说一句“全网最强”),美中不足的是没有细讲折射规律,如果能把什么“折射角大于入射角”“远离法线”之类的再给好好说说,那么这期视频就可以作为面向所有受众的、普适的科普节目了,而非只局限于初中生了。不过那样的话,视频就更加“臭长”了。 视频后半部分将大气逐步分层越来越多从而光路从折线变为曲线的过程,体现了我们探究问题的一般方法:从简单到复杂,从特殊到一般,从理想到现实,从有限到无限……希望同学们在理解问题本身的同时,能体会我们探究问题的方法论。 其实,从教伊始我就知道海市蜃楼应该这样讲,但苦于当时自己能力有限,无法模拟出那种“大气分层越来越多,光线从弯折到平滑”的动画效果,所以只能在黑板上手绘静态的示意图,事倍功半,讲解效果并不好。即使是从我接触geogebra算起,到今天能够用它模拟出视频中的效果,也有两年多了,这个ggb课件可能不是我做的最复杂的一个,但却是目前我制作周期最长的一个,很多效果的实现摸索了好久。之所以选用geogebra来辅助教学,而放弃了之前自己刚入门的mathematica和matlab,主要是因为前者的“实时交互性”更好。
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