【做中学】第64期：失踪的硬币 / 开普饭

编者荐语：目前很多学生物理学习中不进行实验操作，只是在机械性“刷题”，这一现象在毕业年级显得尤为突出，这种“假实验”的恶果直接导致学生的动手能力越来越差。学习物理就必须要多动手，多思考，而不仅仅是做几道物理习题，那只会是“纸上谈兵”。近几年中考物理试题评价的导向就是在引领我们的课堂教学从“知识传递”走向“思维培养”的真正转型。“刷题”时代已经一去不复返了，必须引领学生进行“体验式学习”。“做中学”已经成为信息时代学生学习方式变革的必然选择，也是教师进行深度实践教学的最佳选择。

为此，微信公众号特推出《做中学》专栏，给大家推荐的是编者和学生这几年物理课改的一些典型案例，提供的实验素材可以作为一线教师很好的借鉴资料，也可以作为学生自主性探究式学习的参考资料。

《做中学》专栏主要有以下几个栏目：原创试题、创新实验、现象解析、参考答案、中考链接。由于编者能力和水平有限，加之时间仓促，难免存在一些纰漏，还望给予建设性的建议与帮助，谢谢您的不吝赐教。

【做中学】第64期：失踪的硬币

原创试题：小展同学将硬币压在玻璃杯底下（图1），慢慢地在水杯中倒水（图2），从侧面看发现硬币不见了（图3），从杯口看发现硬币还在（图4），那为什么侧面看不见硬币？你能帮助小展解开这个疑惑吗？

图1

图2

图3

图4

创新实验：失踪的硬币

（李展业)

现象解析：为什么硬币不见了呢？（怎么好像魔术啊）硬币消失在我们视线中，主要是看不到硬币反射出来的光原因（想要看见东西,必须有光射入眼睛,硬币不是光源）。

之前能看到硬币是：硬币的光线只通过玻璃和空气直接射到人的眼睛中，而现在光线要通过玻璃杯里面的水和玻璃杯壁，且大部分光线以较大的入射角射向杯子的侧壁，因而发生了全反射。硬币发出的光线又折回水中，从杯口射出，因此从杯子的侧面看不到硬币，然而从杯口往下看时，那个硬币还好好地放在那里（图5）。

图5

拓展实验——探究光的全反射现象

创新实验：探究光的全反射现象

（李展业)

说明：光的全反射现象属于高中物理部分，为了知识的系统性，可以适当加以引导，但不宜过深。采用的方式是：教师引导学生进行光导纤维的小实验（图6）。这样做旨在激发学生的学习兴趣，给学生将来学习高中物理做一个铺垫。

图6

【中考链接】（2006·烟台）22. 海市蜃楼和海滋同现蓬莱

5月7日在我市蓬莱海域上空出现了极为罕见的海市蜃楼和海滋奇观。两种幻景同现为历史首次，约有10万市民和游客有幸目睹了这一奇观。由于不明白产生这种奇观的科学原因，古人认为是蜃（蛟龙）所吐之气形成的。实际上，海市蜃楼和海滋都是光学现象，只不过前者是来之万里之外的异地景色，而后者多是本地景色。

我们知道，通常情况下，空气的密度随高度的增加而减小。当光线穿过不同高度的空气层时，会引起折射现象，但这种折射在我们日常生活中已经习惯了，所以不觉得有什么异常，可是当空气层温度变化发生反常时，由于空气是热的不良导体，温度的显著变化会引起空气层密度发生显著差异，从而导致与通常不同的折射和全反射，这就会产生海市蜃楼。空气密度差异情况不同，海市蜃楼的形式也不同，最常见的为上现蜃景（图7）和下现蜃景（图8）。无论哪种蜃景都出现在炎热无风的天气，如果大风刮起，这些景色就会消失的无影无踪。

图7

图8

阅读上文，回答下列问题：

（1）概括指出海市蜃楼是一种什么光学现象；

（2）文中提到“空气密度差异情况不同，海市蜃楼的形式也不同”。请你选择文中两种形式中的一种来说明空气密度的变化情况及原因。

参考答案：

（1）海市蜃楼是光的折射和全反射现象

（2）上现蜃景：通常空气的密度随高度的增加而减小，又由于水的比热较大，在同样受热的情况下海水温度较低，那么靠近海面的空气温度也低。再由于空气是热的不良导体，因而会出现空气层温度下面低上面高现象而且差别很大，导致空气密度下面大上面小而且差异显著。下现蜃景：通常空气的密度随高度的增大而减小，可是在沙漠地区由于泥沙的比热小，在同样受热的情况下升温快，那么靠近沙漠的空气温度高。又由于空气是热的不良导体，因而会出现空气层温度下面高上面低现象，导致空气密度下面小上面大。

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