初步了解光导纤维的工作原理和应用

光现象是日常生活中最常见的物理现象之一。各种光学仪器在日常生活中十分常见。人类对于微观世界的认识与核技术的发展是20世纪最重大的科学技术成就之一。在本模块中，学生将学习与光学、原子和原子核相关的内容。

本模块划分为以下两个二级主题：

·光与光学仪器

·原子结构与核技术

（一）光与光学仪器

1.通过实验，理解光的折射定律。会测定材料的折射率。

按照这条标准的要求，折射定律可以通过验证性实验来学习。

测定材料的折射率是一个实验，可以用玻璃砖和插大头针的方法，也可以用其他方法。

2.认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。

要知道全反射的临界角的概念，要定性地知道临界角与介质的折射率的关系，不必通过反三角函数去计算各种介质的临界角。

有条件时，学生应该看到真实的光缆的结构。可以调查当地光缆铺设的情形及利用光缆开展有线电视等业务的发展，从而认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。

3.探究并理解透镜成像的规律。会测定凸透镜的焦距。

可以通过实验定性地学习凸透镜成像的规律，然后由作图得出透镜成像的公式。透镜成像规律的重点是凸透镜成像，对凹透镜成像有些了解就可以了，不必用太多的时间讨论符号正负的问题。对凸透镜成像，要能分析成放大（缩小）的像、实像（虚像）、倒立（正立）的像的条件。应该强调，中学所用的透镜是薄透镜，而实际用来成像的透镜，绝大多数都不是薄透镜。

测定凸透镜的焦距是一个学生实验，标准没有要求特定的方法，可以选用两种比较简单的方法，将结果进行比较。

4.了解照相机的主要技术参数的含义。知道显微镜、望远镜的原理。

“照相机的主要技术参数”指光圈、快门速度，以及相关的参数如胶片感光速度、景深等。

《标准》中例6所谈照相机测光、测距的方式不止一种，对此有大致的了解，知道测光、测距的物理依据即可。

关于显微镜（或望远镜）的原理，要知道是物镜先成一个实像，再用目镜观察这个像；不要求画严格的光路图。要明确所谓的“放大”是视角的放大。

有条件时应该使用天文望远镜进行实际观测。

5.通过实验认识光的干涉、衍射、偏振现象以及在生活、生产中的应用。

标准的要求限于定性认识双缝干涉和单缝（圆孔）衍射。有条件时要做学生实验，至少要做演示。可以简单了解光栅衍射，但不进行分析。要提倡用日常生活中的物品做干涉、衍射和偏振现象的实验。

例：用两支铅笔并列观察衍射现象，用偏振光眼镜观察反射光的偏振。

6.了解激光的特性和应用。了解常见固体和气体激光器的原理。举例说明激光技术在生活、生产中的应用。(www.xing528.com)

这条标准的重点在于了解激光是什么、有什么特点、有什么应用。关于激光器的原理，主要了解它的结构和工作方式，对于激光产生的微观机理不做过高要求。激光的应用可以多结合学生身边的事物。

按照《标准》中例9用激光笔进行实验时，要特别注意不能用激光直接照射人的眼睛。

例：学习激光唱盘的结构和工作方式。

7.知道新型电光源的特点以及应用。

这条标准是为开阔眼界而定的，要求限于一般性了解，但材料要新，要多结合学生身边可以见到的电光源。

《标准》中例12中的“白平衡”涉及黑体辐射的频谱分布，可以通过“不同温度的灼热铁块颜色不同”的事实来通俗地认识。在数码相机上，观察不同色温设置下拍摄的同一物体的照片可以很容易地理解。

（二）原于结构与核技术

1.知道原子和原子核的结构。知道某些原子核会发生衰变。会用半衰期表示衰变的速度。了解衰变的应用。

现代青少年到了高中阶段早已了解原子和原子核的结构，所以本标准的第一句不是重点。要用比较多的时间学习原子核的衰变。可以从半衰期的概念出发进行简单的估算，不要求使用公式。

例：已知碳14的半衰期是5730年。现有一份古代物品的样品，其中碳14在碳原子中所占的比例只相当于现代物品中的四分之一。估算这份样品的年代。

2.知道X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性。知道射线对生物体的作用。列举射线在医疗等方面的主要应用。知道射线的危害和防护。

几种射线的特性指它们的实质、是否带电、穿透能力等。射线对生物体的作用包括强射线产生的灼伤和引起的基因突变等。

例：射线照射种子可以引起基因突变，这是培育新品种的一条途径。

例：过去透视时由医生直接在荧光板上观察X射线通过人体时的投影，现在则把投影转变为电信号，医生在另外的房间通过显像管观察。这样不但提高了分辨率，而且改善了医生的工作条件，还可以减小对病人的照射剂量。用计算机辅助断层摄影（CT）可以获得人体的三维信息。

3.初步了解放射性同位素概念以及应用。

天然放射性物质不便于应用，在工业、医学、科研中实际使用的放射源全部都是人造放射性同位素。

4.知道核裂变和链式反应，初步了解反应堆的类型和工作原理。知道核电站的工作模式。知道大众传媒中经常涉及的核武器的基本原理、主要特点和防护要领。

学生对于核电站和核武器的了解多是通过大众传媒获得的，这段内容的学习应该与当时的热点相结合。

5.知道核聚变。关注可控聚变反应的研究进展。

对聚变的要求比对裂变的要求更低，知道较轻的核聚合时能释放能量即可。学生应该认识到聚变很可能成为将来的重要能源，从而关注这方面的进展。这部分内容要强调态度方面的教育。

6.讨论核能的应用对于经济、社会发展的意义以及可能产生的问题。

这部分内容的学习可以是讨论式，可以结合当时的热点问题。学生应该能够谈出自己的看法。