赵珍

摘要：光的折射、全反射问题是高中物理的经典问题，也是重点问题。针对一道光学考题中学生出现的问题，教师可以在新课或复习中引入光程的概念，运用费马原理证明光的反射和折射定律，帮助学生深入理解该定律。

关键词：高中物理  光学  教学建议

光的反射定律与全反射现象是人教版选择性必修第一册第四章《光》的重点内容，也是高考中选修3-4常考察的知识点。光学系统本身性质复杂，学生一般机械记忆，很难深入理解其内涵，造成实际使用出错。本文借助光程的概念，几何证明了光的折射定律，解释全反射现象，筑牢几何光学的根基，为大学物理的学习奠定基础。

一、问题再现，找到症结

问题 梅溪湖激光喷泉是国内最长的音乐激光喷泉，它利用先进的灯光影像设备，呈现出震撼人心的水光世界。喷泉的水池中某一射灯发出一细光束，光线射到水面上，入射的角度α=37°，从水面上出射的角度γ=53°。

（ⅰ）求光在水面上发生全反射的临界角;

（ⅱ）该射灯（看作点光源）位于水面下h=7 m处，求射灯照亮的水面面积（结果保留两位有效数字）。

该题为2020年合肥市二模第34题第二问，满分10分。当时有4130人作答，平均分5.58，属于较易题，主要考查全反射概念的理解、全反射折射模型的建构、应用数学运算解决物理问题等，重点落实物理观念、科学思维的考查。然而在阅卷中，我们发现部分学生出现以下问题：

错解 根据折射定律得sinαsinγ=n=34，由公式sinC=n得到临界角C=arcsin34

二模后，笔者与学生交流得知：学生只知道折射定律的公式是sinθ1sinθ2=n，θ1表示入射角，θ2表示折射角，n代表折射率。……