【原】物理教学：利用茶壶折射成像照片测定水的折射率

图1 茶壶折射

1引言

近日，笔者在核心期刊《物理教学》杂志官网投稿的《利用茶壶折射成像照片测定水的折射率》一文被编辑部录用。投稿日期是8月9日，录用日期是8月29日，历时20天。

图2 录用通知

2 公众号“豫见物理”早期研究

邢红军原始物理问题视域下的茶壶折射试题命制

探究圆柱形滤网在球形玻璃茶壶中的成像规律

3 研究过程

2022年7月，笔者在南京师范大学随园校区参加中原名师培训，在集中用餐的时候，服务员上了一壶茶水，笔者顿时就被这个茶壶吸引住了。从茶壶的侧面看去，圆柱形的滤网看起来下面粗、上面细，上下对比非常明显。笔者连忙要过茶壶，放置在另外一个无人的餐桌上，用手机拍摄下这神奇的一幕。

当时笔者就认定，这里面一定隐藏着光的折射的神奇。而一年之后才发现，这茶壶里隐藏着一篇核心论文。

用餐完毕之后，当天中午没有休息，在几何画板软件中略加分析，就参悟出了这里面的玄机，并当场命制出了一道原始物理问题。

4 原始物理问题命制

图3为日常生活中常见的一种带圆柱形滤网的茶壶。当茶壶中盛有水时，圆柱形滤网的水下部分和水上部分的观察效果如图3所示。请根据图3中所示的现象建构出合适的光学模型，画出光路图，推导出水的折射率的表达式，并依据图3，利用刻度尺测量相关数据，计算出水的折射率。

图3 茶壶折射

5 专家点评

与笔者同宿舍的教育部名师培养对象、中原名师、特级教师李志尚对这道原始物理问题给予了高度评价。

该试题来源于日常生活中十分常见的现象，学生对此现象司空见惯，熟视无睹，习以为常。张怀华老师独具慧眼，将此现象命制成了一道典型的光学原始物理问题。此试题考察了学生的观察能力、空间思维能力、物理建模能力、科学推理能力和测量工具的运用能力，全面考察了学生的核心素养。

此现象比较简单，但命题立意却十分高远；此结论非常简洁，但素养考察却十分全面，并且还开辟了一条学生可以居家自主测量液体折射率的新方法。

小命题，体现了大智慧。

6 投稿发表

后来，笔者在多次专题报告中引用该案例，均受到与会教师的一致好评，遂决定对该案例补充实验，充实优化，形成论文，投稿发表，以影响更多的物理教师。

这项研究2022年7月12日选题并开始研究，2022年10月15日进行补充实验，2023年8月9日投稿，2023年8月29日被录用，历时13个月。