多功能光学实验盒
杭州市萧山区朝晖小学 金亚军
2016.04发表于《科学课》杂志
教科版小学科学五年级上册《光》单元教学中有光的直射、反射、折射，以及聚光与散光教学。为了解决现有实验材料效果一般，操作不便，整合度差等问题，为此基于光学实验盒，利用淡咖啡液显形、透镜和镜面的模块设计等原理，以实现对实验材料的提升、整合和改进。
一、必备工具：
电钻、抛光机、螺丝刀、卡夫特AB胶、玻璃胶、黑色喷漆、宽单面胶。
二、制作方法：
1、实验盒加工：
（1）用抛光机将原有小学光学实验盒宽边一个侧面板切除，用宽单面胶将两个长边侧面内侧完整粘合，再用黑色喷漆对实验盒内侧暴露面进行喷漆。油漆干燥后，将单面胶撕去，再分别将两块25cm×2.8cm玻璃镜面反面贴合在实验盒内侧两边长方形面上。将厚0.4cm有机玻璃11.2cm×3.5cm整齐地粘贴到实验盒宽边缺口处。
（2）厚0.2cm有机玻璃11.2cm×25.6cm四个角落分别粘贴四块2cm×0.5cm有机玻璃，注意以刚好能固定盖住实验盒上方为准。
2、激光小电筒固定装置制作：
（1）单个激光小电筒架制作：以有机玻璃2cm×3cm为底板的两侧分别粘贴两块1cm×3cm有机玻璃，保证激光小电筒刚好能够放入。
（2）三个装激光小电筒架制作：在11cm×7cm厚0.4cm有机玻璃长边中央设定好三个激光小电筒的间隔距离为2 cm。三个激光电筒前侧间隔中央有机玻璃板上钻取直径0.4cm小孔，并将两颗螺帽粘贴固定入小孔内。与其对应的6.5cm×2cm有机玻璃上钻直径两个0.4 cm小孔，两个小孔中间和两侧各粘贴一块宽1.5cm橡胶皮。将三个激光小电筒（开关朝上）放入指定位置，用长杆螺丝固定在两块有机玻璃之间。
3、磁性反射镜、透镜模块制作：在七块1.5cm×5cm厚0.4cm有机玻璃分别在宽边中央附近处钻取两个0.4cm直径小孔，并将14颗0.3cm棱长方块强磁同极向粘贴入内。再在每块有机玻璃中央横向粘贴直径5cm焦距10cm以下凸透镜、凹透镜、凸面镜、凹面镜（玻璃店加工保留中间2cm宽材料）各一块、2.2cm×5cm镜面两块、2.2cm×5cm玻璃一块。还有两块1.5cm×5cm厚0.4cm有机玻璃宽边附近中央两端钻取直径1cm小孔，并将两块直径1cm薄圆柱形强磁同极向粘贴入内。
三、使用方法：
通用操作步骤：
1、将光学实验盒放平稳，倒入八成水，再加入少量咖啡粉，搅拌均匀。
2、将激光小电筒安装在单个激光小电筒架和三个装激光小电筒架内，在光学实验盒透明宽边处，向光学实验盒左侧照射，就可以在淡咖啡溶液中看到清晰的光路。
3、方法一：将各反射镜子、透镜架底面板直接放入实验盒水中合适位置，就可以直接进行测试。方法二：将各反射镜子、透镜架底面板用直径1cm薄圆柱体强磁有机玻璃片吸在光学实验盒盖子上，然后盖上盖子就可以在盒子外带动盒子内的镜面、透镜架进行角度或位置移动。
实验一：光是直线传播的。
开启并固定小电筒，用直尺测量光路的直线性。
实验二：光的反射原理。
将单个激光小电筒射向光学实验盒长边内侧镜子，就可以看到光在实验盒长边两侧镜面之间的连续反射现象。也可以将一个或两个2.2cm×5cm镜面架用操作3方法，此时激光照射就可以看到基于镜面架角度和位置变化下不同的光反射效果了。还可以用量角器测量入射角和反射角的大小。
实验三：光的聚光与散光原理。
将三个激光小电筒射入咖啡液，用操作3方法，将各测试模块分别进行测试，就可以看到光在凸面镜、凹面镜、镜面玻璃的反射效果和凸透镜、凹透镜、平面玻璃的透镜折射效果了。
四、优点简析：
将光的直线传播、反射、折射和聚光、散光原理有机整合，利用多种镜面和透镜的模块设计和咖啡溶液显光路原理，实现多功能、高效、便捷、小型化等实验效果。
