物理学史在物理教学中具有重要的教育价值。图2所示为某中学物理教科书介绍物理学家做实验的情境，该物理学家及他所做的这个实验为人类认识自然起到了重要的作用。该实验情境表示的是()。A.赫兹通过实验发现电磁波B.法拉第通过实验发现电磁感应现象C.库仑通过实验发现库仑定律D.奥斯特通过实验发现电流的磁效应

(1)该实验是关于“磁场方向”的教学。把小磁针放入磁场中，磁针受力后会发生转动。小磁针静止后，它的指向也就确定了，显示出这一点的磁场对小磁针N极和S极的作用力的方向。物理学中把磁针静止时N极所指的方向规定为该点的磁感应强度的方向，简称磁场的方向。 (2)师：同学们，谁能告诉老师我国四大发明之一的指南针是用来干什么的
生：定向的工具。
师：它为什么能定方向
生：根据地磁场定方向。
师：我们站在不同的位置，指针偏转情况不同，这说明磁场有方向，接下来我们通过实验来探究磁场的方向。
师：现在老师在这里放上一个条形磁铁，周围摆上一组小磁针，大家注意观察每个小磁针的指向是一样的吗
生：不一样。
师：既然小磁针在磁铁周围的不同位置指向不同，说明小磁针受力方向不同，磁场方向不同。我们都知道，电场和磁场都是客观存在的。那么大家想一想，电场强度的方向是如何规定的
生：规定正电荷所受电场力的方向为该点的电场强度的方向。
师：磁场的方向可以从小磁针受力的角度规定。在物理学当中，我们规定在磁场中的任意一点。小磁针北极受力的方向，即为小磁针静止时北极所指的方向，就是该点磁感应强度的方向，即磁场的方向。

(1)动量守恒定律中的反冲现象。 (2)教学片段：
师：物体闻的相互作用除碰撞以外还有另一种方式也比较常见，我们先观察几个实验，看一看它们是否不同于碰撞但属于相互作用。
演示实验：释放充了气的气球，气球喷气的同时向前“窜”。
师：刚才这个实验是什么原理气球是怎么窜出去的
生：喷出的气体与气球的相互作用。
师：这种相互作用与碰撞有什么不同
学生讨论、交流后得出：碰撞中两个物体先是分开的，相互作用后可能合为一体，也可能再次分开，而这种相互作用中两个物体本来是一体的，通过相互作用才分开。
师：我们把这种相互作用称为反冲运动。为什么静止的物体喷出一部分物体后，另一部分物体会获得速度后退呢
生：因为气体和气球同时受到对方的作用力，所以运动方向相反。
另一部分生：因为气球和气体动量守恒，所以它们的速度是相反的。
师：非常好，同学们从不同角度解释了这个现象。其实这是反冲现象，一个静止的物体在内力的作用下分裂为两部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反方向运动。大家思考一下，刚才咱们的演示实验，是否满足以上条件
生：气球原来是静止的。松手的瞬间，喷出的气体与气球的相互作用，属于内力，气球窜出去，气体则沿反方向喷出。满足动量守恒定律，利用了反冲的原理。
师生总结：反冲运动满足动量守恒定律的条件：①系统不受外力；②系统某一方向不受外力；③系统内力远大于外力。

(1)在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一平面内；反射光线、入射光线分别位于法线两侧：反射角等于入射角。可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”。 (2)在教学过程中设计探究式实验时，教师要充分利用实物，创设情境，依靠学生的主动探索、亲身体验，完成对于光的反射定律意义的构建。其主要作用体现在以下几个方面：
①创设真实情境，激发学生学习物理的兴趣与好奇心。在实际的教学过程中充分利用镜子这一生活中常见的物体，将光学中的抽象知识变为学生生活中的实际问题，达到了从生活走向物理的目的，减少了学生对于物理学习的恐惧感。
②创设问题情境，变“机械接受”为“主动探究”。学生的任何学习愿望都产生在给定的问题情境中，问题情境又能激发学生学习的需要，极大地促进了探究式课堂的实现。例如：在光的反射教学过程中，反射光线、入射光线分别位于法线两侧，设定问题“纸面翻折之后还能看到反射光线吗”，让学生通过探究式实验解决问题，让学生参与到问题的解决过程中，体验探究的乐趣，获得成功的体验。
③创设想象情境，变“单项思维”为“多项拓展”。贝弗里奇教授说过“独创性往往在于发现两个或者两个以上研究对象之间的相似点”，在这个实验过程中教师通过光的反射与生活实际的联系．让学生在实验中，探索它们之间的联系，另外在对于“纸面翻折之后是否能看到光线”锻炼学生的空间想象能力。
④创设实验情境，培养物理创新能力和实践能力。鼓励学生去解决问题，去探索物理本身的问题，引导学生通过操作、实践，探索物理规律，发现物理规律，让学生体验物理反射模型建立的过程，培养学生创新能力和实践能力。

波在传播中遇到障碍物或小孔，当孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或比波长更小时，波会发生衍射现象。题干所描述的演示实验为波的衍射。

干涉是两列或两列以上的波在空间中重叠时发生叠加从而形成新的波形的现象。图示为干涉实验装置。

（1）该演示实验最适合“光的直线传播”这一知识点的教学。该实验利用光的直线传播原理，即光在同种均匀介质中是沿直线传播。当光照在不透明的物体（演示实验中的手）时，会在不透明物体背后形成一个黑暗区域，从而形成影子（实验中的手影）。
（2）教学片段：
师：同学们听过“农夫与蛇”的故事吗？
生：听过。
师：今天，老师用另一种形式，和大家一起再次领略这个故事。
（播放手影戏：农夫与蛇的故事。通过手影戏中精彩绝伦的表演，向学生展示惟妙惟肖的蛇和农夫的形象，创设既生动又富有趣味性的课堂导入）
师：视频中惟妙惟肖的蛇和农夫是哪位高超的“演员”呢？
生：视频中的故事不是通过某位演员呈现的，而是通过手影呈现的。
师：看来大家对于手影戏并不陌生。那么，大家想不想尝试一些简单的手影形象呢？比如：老鹰、天鹅、孔雀、狗、山羊等。
生：纷纷尝试各种手影形象。
（农夫与蛇的手影戏激发了学生尝试手影表演的兴趣。此时，给学生创造自己动手的机会，让学生纷纷动起来，可以深化学习效果。在此过程中，教师引导学生完成各种手影动作，并及时给予点评和引导，使课堂井然有序）
师：同学们表演了很多有趣的动物形象，假以时日并勤加练习，相信同学们的手影技艺也会愈发精湛。那么，大家知道手影形成的原因是什么吗？能用物理知识进行解释吗？
生：光照在不透明的物体上，在物体背后会形成黑暗的区域，说明光应该是沿直线传播的。师：是的，这个实验说明了光在空气中沿直线传播。在我们的生活中还有很多这样的例子，大
家能够列举出来吗？
生：雾天开车时，发现汽车前灯射出的光线是直的。老师翻PPT的激光笔发出的光线也是直的。师：大家非常棒，这些现象都说明了在空气中光线是沿直线传播的。那么，在水中光会沿直线
传播吗？我们通过一个演示实验来验证吧。
（教师演示在盛水的玻璃槽内水槽滴几滴牛奶，用激光射到水中观察光在水中的传播路径）生：在水中的光线也是直的。
师：那大家能得出什么结论呢？
生：光在水中也是沿直线传播的。
师：是的，空气、水、玻璃等透明物质叫作介质，光在同种均匀介质中是沿直线传播的。

实验中通过改变尺子伸出桌面的长度，让学生观察尺子振动的快慢，并倾听音调的不同，从而得出音调与频率的关系，故本题选B。

多普勒效应指的是物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。题于中装置是观察声波和观测者相对运动的实验装置。

教师：同学们在生活中有没有玩过吹肥皂泡在玩肥皂泡的时候，肥皂泡有什么神奇的现象 学生：玩过，肥皂泡是五颜六色的。
教师：同学们真细心啊，观察得不错。有人知道为什么肥皂泡是五颜六色的吗
学生：可能是太阳光的原因。
教师：不错，有一定的关系，那具体的原理又是什么呢现在老师展示一个小实验，同学们注意观察和思考。
教师：老师将这个肥皂膜靠近酒精灯．同学们注意观察肥皂膜有什么变化。
学生：肥皂膜上逐渐地出现颜色了。
学生：肥皂膜上有细细的带颜色的条纹。
教师：同学们观察的都很仔细，值得表扬。肥皂膜上的确呈现出不同颜色的条纹，同学们可以讨论一下，试着分析出肥皂膜出现条纹的原因。
学生：光线照到肥皂膜上会发生反射，可能是因为大量光线反射后相互干扰，最后产生了五颜六色的条纹。
学生：白光是由多种颜色的光组成，每种颜色光的波长不同。肥皂膜同一点反射的色光就不同，所以肥皂膜呈现五颜六色。
教师：同学们的分析都很严谨，有理有据。现在大家一起看屏幕上放大的原理图，系统地认识薄膜干涉现象。
教师：肥皂膜是有一定厚度的，光线先后在肥皂膜前后面发生两次反射，当该处的肥皂膜厚度为光半波长的整数倍时就是干涉加强点，就出现亮条纹；当该处的肥皂膜厚度为光半波长的奇数倍时就是干涉减弱点，就呈现暗条纹。又因为白光含有不同颜色的光且每种颜色的光波长不同，同一点只有一种颜色的光发生干涉．最终就呈现的我们看到的五颜六色的条纹。
学生：那条纹间距不是均匀的是不是因为肥皂膜的厚度不是均匀变化的呢
教师：同学们分析得很有道理，看来同学们理解了薄膜干涉的原理，以后同学们就可以给你的其他朋友解释薄膜于涉的现象了。

(1)这个演示实验可用于分子的热运动中扩散现象的教学。 (2)师：前面大家已经学习了物质是由分子组成的，那么这些分子是静止的还是运动的昵
生1：是静止的。
生2：是运动的。
师：既然大家不确定，那我们一起来讨论一下吧!首先我想问大家，为什么打开一瓶香水，很快就会闻到香味是什么跑到鼻子里去了呢
生：因为分子是运动的，所以香水的分子跑到我们的鼻子中。
师：真实情况是这样的吗接下来我们通过实验来验证一下。
师：大家看大屏幕，这是昨天老师做实验后拍摄的记录实验现象的图片。由于呈现实验现象所用的时间比较久，所以老师提前录制了实验。老师用漏斗慢慢地将蓝色硫酸铜溶液注入盛有清水的烧杯中，使硫酸铜溶液留在杯
底，拍摄了t，所示的图，静置过程中分别拍摄了t2和t3所示的图片。同学们观察实验现象，你们能得出什么结论
生：蓝色的硫酸铜溶液慢慢地往上面去了。
师：这说明了什么呢
生：分子是运动的。
师：通过实验我们发现，分子是运动的。从实验现象和生活中我们都会发现，不同物质能够进入对方。物理学中把这类现象叫作扩散。生活中也有许多扩散的例子，固、液、气都有．谁能举几个例子
生1：鲜花闻起来很香。
生2：蜂蜜和水倒在一起，整杯水都变甜了。
生3：长时间堆放煤的墙角变黑。
师：扩散真的是无处不在。从扩散现象我们看出分子是运动的，所以我们说，扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明。同学们还有什么问题吗可以举手示意。
生：没有了。

（1）这个演示实验可用于光电效应及其影响因素的教学。光电效应是照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。这种电子称为光电子。光电效应中产生的光电子的初速度与光强无关。入射光的强度影响光电流的强度，影响单位时间单位面积内逸出的光电子数目。入射光越强，饱和电流越大。
（2）教学片段：
师：同学们，我们已经知道光具有粒子性，有哪些现象可以体现光的粒子性呢？
生：光电效应。
师：光电效应，是照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。这种电子称为光电子。那么光电效应与哪些因素有关呢？
生1：可能与光的强度有关。照射光的强度越大，电流越大。
生2：可能与光的种类有关。
生3：可能与金属的种类有关。
师：很好，大家都有自己的想法，我们先用实验验证一下第一个猜想，剩下的两种猜想同学们自行验证，好不好？
生：好的。
师：现在老师有验电器、锌板、紫外线灯和导线若干。大家以小组为单位思考、讨论、设计实验方案来验证光的强度对光电效应的影响。
生：将验电器与锌板串联，用不同强度的紫外线光进行照射。
师：很好，这种实验方法是我们常用的哪一种方法？
生：控制变量法。
师：老师已经按照大家说的将验电器和锌板连入了电路，下面来验证大家的想法是否正确。
教师操作：打开紫外线灯把亮度调到最低，验电器出现了偏转。
师：这个现象说明了什么？
生：紫外线照射锌板可以产生光电效应。
教师操作：一点点地调高紫外线灯的亮度，此时验电器的偏转角变大。
师：这个现象说明了什么？
生：随着入射光的强度增大，电流变大，即单位时间内产生的电荷变多。
师：大家回答得很对！因为入射光的强度影响单位时间、单位面积内逸出的光电子数目，所以光强越大，电流越大。下面大家小组思考、讨论、设计其余两个猜想的验证实验。
生：好。

师：前面我们学习了光的折射定律，其内容是什么 生：
师：上式中，入射角i和折射角r有怎样的关系
生：当光从真空(或空气)斜射入其他介质时，有i＞r从其他介质射入真空(或空气)时，有i＜r。
师：那么，当光从其他介质斜射入真空(或空气)时，逐渐增大入射角i时，将会发生什么现象
教师板书——全反射。
师：这就是我们今天要讲的内容——全反射。在学习全反射之前，我们先要学习两个概念——光密介质与光疏介质(教师板书)。大家还记得折射率的定义吧，大家查一下折射率表，找一下水、玻璃、金刚石的折射率。
生：水的折射率为l．33；玻璃的折射率为l．5～1．8；金刚石的折射率为2．42。
师：光密介质与光疏介质的定义大家应该都知道了吧
生：知道了。
师：大家一定要注意相对这两个字。比如说大家看玻璃的折射率是1．5—1．8，相对水的1．33而言，玻璃就是光密介质，但相对金刚石的2．42就是光疏介质了。大家一定要注意相对性。知道光密介质与光疏介质的定义后，我们来看全反射。
教师操作：教师拉上窗帘，拿出半圆形玻璃砖，让一束白光沿着玻璃砖的半径射到它平直的边上，逐渐增大入射角。让同学们观察反射光及折射光，尤其注意折射光。学生发现折射光逐渐变暗，最后消失，发生全反射现象。
师：同学们，请画出光路图并分析全反射发生的条件。
学生画图，教师观看并指导。
师：大家画好了吧!发生全反射的位置是在哪里呢
生：在光从玻璃折射到空气的界面。
师：非常好，这就是发生全反射的第一个条件，全反射发生在光密介质(玻璃)射入光疏介质(空气)时。大家
想一下为什么反过来不可以呢
生：因为光路是可逆的，如果反过来连入射光都消失了折射光也就不存在了。
师：非常好，我们再来看另一个条件。折射光消失，说明折射角为多少度啊

师：计算非常准确。我们将r称为临界角，记为C。这就是发生全反射的第二个条件——入射角要大于或等于临界角。同学们理解了吗
生：理解了。
师：好．大家整理下笔记。