为什么光从水中射到空气中光会发散了?那么光从空气中射入水中是会聚还是发散?为什么会这样看清我问的问题,一堆废话

为什么光从水中射到空气中光会发散了?那么光从空气中射入水中是会聚还是发散?为什么会这样看清我问的问题,一堆废话
为什么光从水中射到空气中光会发散了?
那么光从空气中射入水中是会聚还是发散?为什么会这样
看清我问的问题,一堆废话

为什么光从水中射到空气中光会发散了?那么光从空气中射入水中是会聚还是发散?为什么会这样看清我问的问题,一堆废话
当光从水中射入空气时
　　【导言】
　　当光从空气斜射入水中时,折射光线将会朝靠近法线的方向偏折,即折射角会小于入射角.如果再问你：当光从水中斜射入空气时,折射光线将会向哪个方向偏折呢?你会作出怎样的回答呢?你也许会觉得这个问题太简单了：那不是倒一下,即折射光线将朝远离法线的方向偏折吗?但要明白,你在回答问题时已经知道了答案.但在一个初学者看来,这个问题是不是也有那么简单呢?
　　【案例】
　　今天,姚老师在上初一《科学》第一章中“光的折射”这一课题,她先做了一个实验：让光从空气斜射入半圆形玻璃砖的平面上,学生看到光进入玻璃砖后,在玻璃砖内光路发生了偏折,折射角小于入射角,如图1所示.然后将这一现象进行拓广,指出：光从空气进入水内,也会出现同样的现象,像这种光从一种物质进入另一种物质后,光路发生偏折的现象,叫做光的折射.在这一基础上,姚老师又问学生：如果让光从水中斜射到空气（如图2）,光路将会发生怎样的变化呢?并要求学生进行猜测,把猜测的结果画在图上.
　　图1 图2
　　光从空气斜射入水中,折射角会小于入射角.那么,光从水中斜射入空气中时,折射角那当然是大于入射角了.这么简单的事情,还有必要让学生去做一遍吗?我到学生中转了一圈,却发现在教师看来是如此简单的问题,在学生看来却并不那么简单.学生中出现的画法有三种,如图3所示.
　　甲 乙 丙
　　图3
　　学生为什么会出现那么多的画法?他们在画图时头脑里究竟是怎样想的?能够画出正确的光路（如图乙）的学生是否真的就掌握了相关的知识?带着这些问题,我与学生进行了晤谈.
　　我走近一个画出甲图的学生,问：你为什么将折射光线靠近法线方向呢?学生回答：光从一种物质进入另一种物质时会发生折射,所以会向法线方向偏折.噢!原来他将光的折射局限地理解为折射光线向法线靠近,这叫以偏概全.
　　学生画出的乙图显然是正确的,但是,这些学生真的都懂了吗?不定带着这个问题,我又走近一位画出乙图的学生,问：你为什么将折射光线画成偏离法线呢?学生回答：从空气射入水中时,光线会靠近法线,现在光线是从水中射向空气,当然会偏离法线罗.他回答得不错,但我没有罢休,进一步追问：为什么光从水中射向空气时,光线就会偏离法线,而不是像刚才那样靠近法线呢?这个问题把学生逼到了绝路,因为学生确实缺乏足够的依据.他作出这个判断依靠的是直觉.虽然这个直觉是正确的,但在许多情况下,直觉却是不可靠的,需要进一步的严格的证明和检验.虽然学生在学习光的反射知识时知道,光的反射现象中光路是可逆的,但在光的折射现象中,光路是否也是可逆却并不清楚.所以,面对我的问题,这位学生想了想,一笑,摇摇头说：还是不懂.看来,即使得到了正确的答案,也不一定真懂.
　　画出丙图的学生只是少数几个,我也上去问了其中的一位：光从空气斜射入水中时会发生偏折,光从水中射入空气中时为什么是笔直的呢?学生回答：光从空气射到水中时会发生折射,所以光线会弯折,但从水中射向空气中是否也会发生折射我想不清楚,所以我没把光线画成弯折了!他说的也蛮实在.其实,大家都没有足够的依据,无论画对画错,都有猜测的成分.
　　【反思】
　　这就是学生,这就是初学者,我们不能将一个专家认为显然的结论简单地强加给初学者,也不能用一个专家的标准要求初学者.所以,为了使学生确认光从某种物质斜射入真空或空气中时,折射光线将会向远离法线的方向偏折,进而认识在折射现象中,光路也是可逆的.仅仅做一下光从空气进入玻璃砖的实验是不够的.如果我们用光路可逆的原理去推出结论也是因果颠倒的.一个可取的选择是：在开始的显示折射现象的实验时,不用半圆形玻璃砖,而是用方形玻璃砖.方法如下：
　　如图4,当光从空气斜射入方形玻璃砖时,光透过后将发生平行地侧移.这样,学生可以看到,在第一个界面上（光从空气斜射入玻璃）,光线发生的偏折是：折射光线靠近法线方向,折射角小于入射角.而在第二个界面上（光从玻璃斜射入空气）,光线发生的偏折是：折射光线远离法线方向,折射角大于入射角.
　　这个案例启示我们,学生对世界往往有自己的想法,虽然其中有些想法是错误的,但在他们看来却是合理的.科学教育必须走近学生,真切地了解学生的各种可能的想法.教 图4
　　学策略只有针对学生的实际,才能收到满意的效果.