巧用ipad拍攝功能突破偏振光的應(yīng)用

詹凱 田成良

學(xué)生在學(xué)完光的干涉和衍射之后，通過(guò)光的偏振現(xiàn)象進(jìn)一步認(rèn)識(shí)光波，并通過(guò)光的偏振性質(zhì)來(lái)證明光波是一種橫波。本節(jié)課程理論部分并不難理解，但是光的偏振在生活實(shí)際的應(yīng)用卻相對(duì)復(fù)雜，學(xué)生不會(huì)解釋其中的原理。偏振光的重要應(yīng)用之一，就是在拍攝玻璃后方景物或者水中景物時(shí)，在相機(jī)鏡頭前加上偏振片，調(diào)整偏振片的透振方向，可以大大降低鏡面反射的影響。本實(shí)驗(yàn)難度不大，所用器材相對(duì)簡(jiǎn)單，在課堂中可以很方便的呈現(xiàn)給學(xué)生。

1傳統(tǒng)教學(xué)的不足

傳統(tǒng)課堂中，多數(shù)是利用課前拍攝好的照片進(jìn)行演示比對(duì)，讓學(xué)生觀察對(duì)比普通照片與加上偏振片并調(diào)整透振方向之后的照片，來(lái)說(shuō)明利用偏振片可以有效減弱玻璃或者水面的反射光，如圖1和2所示。

利用拍攝好的照片進(jìn)行對(duì)比，課堂氣氛沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的熱烈程度。經(jīng)過(guò)分析，主要有以下兩方面原因：

1.1不能有效調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，學(xué)習(xí)積極性不高

照片是靜態(tài)的呈現(xiàn)方式，學(xué)生只是看到了添加偏振片前后的兩狀態(tài)，沒(méi)有真正參與到消除偏振光的過(guò)程之中，無(wú)法體驗(yàn)其中的神奇之處，即便是多拍攝幾張反射光處于中等強(qiáng)度的照片拿給學(xué)生看，也無(wú)法替代消除偏振光的過(guò)程量。學(xué)生沒(méi)有親身參與到其中，自然興趣不大。

1.2無(wú)法展示反射光消除過(guò)程，可信度較低

現(xiàn)代電腦合成與修改技術(shù)發(fā)達(dá)，由于照片無(wú)法呈現(xiàn)反射光的消除過(guò)程，因此有學(xué)生會(huì)懷疑照片可能做過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?，?duì)照片的真實(shí)性產(chǎn)生懷疑。如果失去了學(xué)生的信任，那么課程的學(xué)習(xí)效果就會(huì)大打折扣。

2利用ipad改進(jìn)后的教學(xué)

為了充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信性，必須在課堂中完整地呈現(xiàn)出反射光的消除過(guò)程。利用ipad實(shí)時(shí)拍攝功能和多媒體有效整合的技術(shù)，可以同時(shí)解決上面的兩個(gè)問(wèn)題。具體實(shí)施過(guò)程如下：

在多媒體電腦上安裝蘋果公司的官方軟件Airplayer，并打開“電腦一投影”設(shè)備的無(wú)線局域網(wǎng)（wifi），開啟ipad的wifi，搜索并連接到教室的無(wú)線局域網(wǎng)上，就可以將ipad上所顯示的內(nèi)容，實(shí)時(shí)投影在教室的電腦主機(jī)上，并通過(guò)顯示屏讓全體學(xué)生看到ipad上的實(shí)時(shí)內(nèi)容。

打開ipad的攝像功能，讓ipad的攝像頭充當(dāng)“眼睛”，對(duì)著玻璃或者水面的反射光去“看”，就能讓學(xué)生在大屏幕上觀察到具有偏振光干擾的畫面，并能在這個(gè)情境下讓學(xué)生掌握用偏振片消除偏振光干擾，拍攝清晰的照片的能力。具體優(yōu)點(diǎn)如下。

2.1貼近生活，把物理情景搬進(jìn)課堂

在實(shí)際課堂中，在課桌上放置一塊玻璃板，玻璃板下方放置了一只藍(lán)色的紙盒，如圖4所示。玻璃板上反射出天花板上的日光燈，反射光強(qiáng)烈，學(xué)生看不清玻璃板下方的紙盒。如圖5所示。

2.2提高關(guān)注度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

該活動(dòng)場(chǎng)景中，既有實(shí)物日光燈、地板反射光、玻璃板和ipad，也有以及大屏幕畫面，該場(chǎng)景形象直觀，關(guān)注度高，學(xué)生在真實(shí)場(chǎng)景中，易于發(fā)散思維，學(xué)習(xí)積極性高。特別是看到ipad拍攝的畫面后，積極性高漲，課堂氣氛非?；钴S，紛紛旋轉(zhuǎn)手中的偏振片（如圖6所示），尋找偏振片產(chǎn)生“神奇”的畫面。