光合作用的现象篇（1）

关键词：荧光物质；荧光现象；中学化学综合实践活动

文章编号：1005–6629（2014）2–0031–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

综合实践活动是区别于学科课程的一门非学术性课程，主要是通过学生的亲身实践，学习科学研究的方法、增强科学探究的能力、加深对社会的了解、加强课堂知识和社会生活的联系[1]。目前综合实践活动作为国家规定学校必须执行的一门课程，已受到各个学校的重视，我们也在摸索和探寻中尝试开展化学综合实践活动，并力求在活动与实践中培养学生的化学科学素养。

2011年关于“纸巾荧光剂超标”[2]以及“猪肉发荧光”[3]等新闻报道频频见诸各类媒体，学生因这类新闻而激发出了对于荧光现象以及荧光物质的强烈好奇心。鉴于此，我们在参加化学竞赛的学生中开展了“探秘生活中常见荧光物质与荧光现象”这一密切联系生活实际的化学综合活动。活动开展的过程中不仅提升了学生的化学研究能力，拓展了学生的化学视野、增强了学生的社会责任感，更为今后进一步开展其他化学综合实践活动积累了一些实用的经验。现介绍如下。

1 实施方案

1.1 知识和技能准备

综合实践活动指导教师首先对参加实践活动的学生进行“图书馆资料如何查询”、“中国知网如何使用”、“网络搜索引擎介绍”等几方面内容的讲授，使学生了解获取基本知识的来源和方法。然后结合中学实际介绍“苯环的芳香性”、“刚性平面”、“电子跃迁”等基础化学知识，为学生阅读与“荧光”相关文献打下基础。最后综合实践指导老师还必须对需要进行实验操作的学生进行基本的实验操作训练，以使学生掌握该综合实践活动所需的基本实验操作技能。

1.2 综合实践小组的划分及研究内容和方案

为使得综合实践活动能够在学校规定的课程实施时间内顺利完成，并使得学生学会团队分工合作，我们在实施该综合实践活动时按照学生个人兴趣爱好以及课题研究的几个具体方面将参加该综合实践活动的学生分为四个小组。

第一组负责查阅文献获知荧光现象产生的基本原因及荧光物质的基本结构特点。要求将文献结果整理成文并制作相应PPT在整个课程实践小组展示。

第二组学生结合文献查阅和调查，寻找日常生活及自然界中常见具有荧光特性的物质。要求查阅清楚所寻找到的荧光物质的结构，以及产生荧光的原因，并收集含有荧光物质的实物若干，于整个实践组展示。

第三组学生利用第二组同学寻找到的具有荧光特性的物质设计完成引发这些物质荧光现象的实验，完成相应实验报告，并拍摄实验视频或照片若干。

第四组学生通过文献分析并结合另三组同学研究成果，撰写“我眼中的荧光现象”综述。要求通过调查了解荧光现象目前在日常生活各个层面的应用实例，并结合调查的结果阐述如何正确地看待荧光现象。

2 成果呈现

2.1 第一组报告——荧光现象产生的原因及荧光物质的结构特点

该组同学利用搜索引擎以“荧光”为关键词搜索了网络资料，弄清了荧光产生的相关机理。并利用校图书馆馆藏大学教材找到了荧光物质所有具有的结构特征。在实践中提升了资料获取能力以及信息整合能力。

2.1.1 什么是荧光

常温下，当某种物质被某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后即进入激发态，并发出比入射光的波长长的出射光（通常波长在可见光波段，波长400～700 nm），具有这种性质的出射光就被称之为荧光[5]。而萤火虫以及荧光棒则是通过化学物质发生化学反应而产生发光的现象，一般称为“化学发光”或“生物发光”，不属于我们此处研究的“荧光现象”。

2.1.2 荧光现象产生的光物理过程

具有荧光性的分子吸收入射光的能量后（如图1所示），该物质中电子从基态S0

（通常为自旋单重态）跃迁至具有相同自旋多重度的激发态S1或

S2

。处于激发态的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。如激发态S2 的电子可经由非常快的（短于10-12秒）内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态S1 ，紧接着以发光的方式释放出能量回到基态S0 ，这里发出的光就是荧光，其频率即为νF 。由于S1 激发态的能量相对低，故在这一过程中发出的荧光的频率νF 低于入射光的频率νA。荧光态的寿命为10-8至10-5秒。

此外，电子也可以先从激发态经由系间跨越过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态S1 （通常为自旋三重态），再经由系间窜跃等方式无辐射跃迁至激发态T1 ，最后以发光的方式释放出能量而回到基态S0 。由于激发态和基态S0 具有不同的自旋多重度，这一跃迁过程是被跃迁选择规则禁戒的，因而需要比释放一般荧光更长的时间（从10-4秒到数分钟乃至数小时不等）来完成该过程；当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光直至所有的电子回到基态，这种缓慢释放的光通常被称为磷光，磷光频率为νp 。

2.1.3 具有荧光现象物质的结构特点

发荧光的物质一般具有下列结构特点：（1）分子中含有共轭双键等强吸收基团，且在一定程度上共轭体系越大，π电子的离域性越强，越易被激发而产生荧光。（2）分子的刚性平面有利于荧光产生。刚性平面结构主要可以减少分子的振动和碰撞去活的可能，有利于荧光的产生。（3）诸如-OH、-NH2、-OR等给电子取代基可使共轭体系增强，导致荧光增强[7]。

2.2 第二组报告——调查寻找生活中存在的典型荧光物质

该组同学首先通过网络和图书馆相关资料查询具有荧光性质的物质名称和结构，再分析这些物质可能存在于哪些日常生活常见的物品，最后再实地寻查菜场、药店、超市等多个场地收集含有荧光物质的具体物品。通过不懈的努力共寻得日常生活中含有荧光特性物质多种（如表1所列）。

该组同学在完成本组任务的过程中不仅充分锻炼了信息获取能力，更走入了社会提升了沟通和交流的能力。

2.3 第三组汇报——利用生活中常见荧光物质引发荧光实验

第三小组是由整个实践小组实验能力最强，且最喜欢动手操作的学生组成的。他们不仅要设计不同的实验方案将第二小组同学收集来的含有荧光物质的各种日常物品中的荧光物质释放，还要多次实验从而摸索出观察到荧光现象的最佳途径。多次的实验不仅是实验能力的提升，更是意志的锻炼，荧光实验的成功不仅证实第二组同学研究结果的真实性，更让学生进一步理解实验是化学的基础。

2.3.1 实验1 叶绿素荧光实验

所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400 nm）、研钵和研杵、100 mL烧杯、3～5片菠菜叶子、95%乙醇。（此处使用紫外光源为网购一般驱虫用的黑光灯）

实验过程：取2～3片菠菜叶在研钵中磨碎，然后将研碎的菠菜叶溶解在50 mL 95%乙醇中，过滤得滤液。在暗室用紫外光源照射菠菜汁，观察荧光。如果观察不到荧光，加入乙醇稀释该溶液。实验观察到绿色溶液在紫外灯照射下呈现红色荧光。

2.3.2 实验2 原卟啉荧光实验

所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400 nm）、100 mL烧杯、棕色壳鸡蛋2只、0.1 mol/L盐酸。

实验过程：将2只棕色蛋壳放入50 mL 0.1 mol/L盐酸中，盐酸与蛋壳中的碳酸钙反应，鸡蛋壳表面立即产生大量的气泡，待碳酸钙反应完毕后，蛋壳中的原卟啉被释放出来。在暗室中用紫外灯照射含有原卟啉的溶液，可以观察到绿色荧光现象。

2.3.3 实验3 维生素B2荧光实验

所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400 nm）、100 mL烧杯、研钵和研杵。

实验过程：在研钵中将复合维生素片研磨成粉末，并将粉末转移到烧杯中加50 mL水溶解，随后在暗室中用紫外光照射，可观察到黄绿色荧光现象。

2.3.4 实验4 奎宁荧光实验

所需仪器与试剂：紫外光源（波长315～400 nm）、100 mL烧杯、黑松汽水或通力水。

实验过程：将黑松汽水倒入烧杯中，直接在暗室中用紫外灯照射，可观察到红色荧光。

2.4 第四组汇报——如何正确看待荧光现象

第四组同学通过网络和各类期刊文献调查荧光现象的应用范围、应用实例以及应用原理，并将所调查的结果写成综述，在整个综合实践小组展示。学生在综述的过程中学习了科技文献的写作，提升了资料整合能力。

2.4.1 荧光现象的应用综述

2.4.2 对于荧光现象的评价

荧光现象是特殊结构的物质产生的特殊光化学现象，广泛存在于我们的生活之中。此类现象并不神秘，我们应从容看待，遇到诸如“猪肉荧光”等新闻报道时不应为事物表面的“神秘”所蒙蔽，而应具有从事物本质看待具体问题的基本观念。此外，正确利用荧光物质和荧光现象可更多发展科技，造福人类。如奎宁等物质本身具有荧光性，但人们关注这类物质荧光性以外的用途，也是对物质应用的不同方面。同时也应注意荧光现象使用的适度问题，如利用荧光物质给纸类等增白不应一味追求“白”而忽略荧光物质给人类健康带来的危害。只有根据生产生活实际，合理适度利用荧光现象才是科学的做法。

3 总结与反思

本综合实践活动，是我们尝试在学生中开展的一个较具学科深度的研究课题。通过该课题的开展，我们认为化学综合实践活动课题的选择应充分关注生产生活热点与学生的兴趣点，兼顾这两点的课题能够充分激发学生自主学习的热情，为活动的顺利开展提供的动力与激情。

本活动的开展教师并未完全放手，而是在最初的知识准备阶段和活动小组建立过程中发挥了主导作用，教师有效的组织和引导是顺利开展综合实践活动的重要保障。

该综合实践活动从内容上看，涉及理论的学习，文献的查找、实验的开展、物质的寻求等多个方面，要求学生通力合作方可完成。多方面能力的培养是综合实践活动开展的宗旨，综合实践活动的设计应兼顾以上所述各个层面。

从最终呈现的活动成果来看，我们的研究并未能涵盖“荧光现象”的所有问题，研究的结果也未能提出创新的观点。但综合实践活动侧重于学生科研意识、分析问题能力以及实践操作能力的培养，为今后发展打下基础。

参考文献：

[1]阎蒙钢，马旭明.综合实践活动中培养学生化学科学素养的探讨[J].化学教育，2008，（2）：29～30.

[2] http：//finance.jrj.com.cn/consumer/2011/11/22151411619339. shtml.

[3] http：//apsafe.cn/zhuanti/fgzr/.

[4]许世生，董占伟等.因地制宜地开展自主研究性学习——化学综合实践活动教学案例[J].化学教育，2010，（8）：28～31.

[5][6]荧光（百度互动百科）http：//hudong.com/wiki/%E8-%8D%A7%E5%85%89.

[7]华中师范大学等编.分析化学（下册）（第三版）[M].北京：高等教育出版社，2001：53～55.

[8][12]张奚宁，马君等.激光诱导荧光光谱中内源性原卟啉Ⅸ对胃癌生长状态的标示作用[J].激光生物学报，2008，（6）：720～722.

光合作用的现象篇（2）

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1673-8500（2013）06-0112-02 本文相继《从粒子性的角度论述光的折射现象》一文，继续针对以往物理学对光的色散现象的认识展开了质疑与探讨。本文认为，所谓的太阳光应当是无色的，色光，只是无色的太阳光透过光密介质的过程中，光粒子与光密介质中的物质发生作用而形成了使视觉产生色感的另一种光。

一、关于现代物理学对光的色散现象的认识的质疑

自牛顿的三棱镜分解太阳光的实验以来，现代物理学一直认为，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色复合而成，太阳光之所以看起来是白色，是由于视觉难以同时辨别这七种颜色的缘故。

本文认为，牛顿三棱镜分解太阳光的实验（一下简称牛顿实验）是完全可以被质疑的。

（一）牛顿实验空间条件的质疑

由于牛顿实验是在大气层中的地球表面做的，由《太阳在早晨呈现为红色的形成原理》的理论可知，牛顿实验中所分解的太阳光，已经是被大气层色散后又混合到一起的太阳光。不是真正的太阳光。

本文认为，太阳光必须是在极近真空的空间，而且之前没有透过任何光密介质后的太阳光。所以牛顿实验所在的空间条件并不符合实验要求。

（二）牛顿实验的严格性质疑

即便是牛顿实验预先考虑到了所要分解的太阳光已经是被大气层色散的太阳光，实验空间条件所允许。那么，仅仅以太阳光透过三棱镜后被分解成层次分明的七种色光，也不能证明，分解前的混合在一起的七种色光的性质就与分解后的层次分明的七种色光的性质就是各自对应相同的。甚至牛顿实验中，因为牛顿把分解后的某种单色光再次透过三棱镜继续分解，分解后没有得到其它颜色而仍然是分解前的同类颜色，所以牛顿就得出光和三棱镜没有发生作用，这种逻辑及推理是错误的，是不符合科学标准的。

严格来讲，同一种单色光中，也并非是性质完全相同的光波构成。由试验中，每种颜色的宽度随着距离的增大而增大的现象可以证明，每种颜色自身也存在具有张角的扩散性质，即同一种颜色也是具有折射率不尽相同的性质，也是由性质不尽相同的光波构成，即在单色光范围内也存在单色光自身的不同。所以，严格来讲，同一种颜色也具有不同的性质。也就是说，仅仅因为单色光再次分解后仍然是原来的同一类单色光，不能证明光和三棱镜没有发生作用而产生性质的变化。

所以，牛顿实验的推理是不严格的。不符合科学评断标准的。是可以被质疑的。

（三）牛顿实验与其理论的不符

在牛顿实验的过程中，用另一个性质相同，相对第一个倒置的三棱镜，把色散后的太阳光继续把太阳光又合成了白色，如图1所示。

图中a处是一束白色的太阳光，可视为平行光束，经过三棱镜A后色三成如图b处的七种层次分明的色光，由于这七种色光的折射率不同，每种色光自身的折射率也不尽相同，这束被色散的光，每种单色光以及单色光之间都存在一定的张角，具有扩散性质。即b处被色散的光束中，单色光以及单色光之间具有不平行性质。

按照牛顿实验要求，当b处的层次分明的色光再次通过三棱镜B后，在C又恢复了白色。依此来说明白色的太阳光的确是由七种单光构成的。

但是，既然是由于各种色光的折射率的不同才导致了被三棱镜A色散，而且具有一定的张角的不平行性质，那么同样根据不同的色光，以及单色光之内的折射率的不同姓，加上光透过三棱镜，没有发生性质变化的观点，可以推理，层次分明的但不平行的b处的光再次透过相对倒置的三棱镜B后，得倒的C处的光应当还是层次分明的色光，只是各种色光以及各色光之间具有相互平行的性质，而且方向和a处的光的方向是相同的。

证明（粗略）：

如图2所示：

由三棱镜ABC相对于abc倒置，且性质相同可得：

AB∥ab，AC∥ac。

得：各边上的法线对应平行，再根据折射定律

得：∠4=∠5，，∠3=∠6，

又：ABC≌abc（或相似）

得：∠A=∠a，∠2=∠7，

得：∠1=∠8

得：入射光线L1平行于射出的光线L2。

由于L中的不同色光的折射率不同，经过三棱镜abc色散后，可得到层次分明且不平行的七种色光。所以，在存在一定距离的三棱镜ABC的边AC上得到的入射光应当是层次分明的不同的七种色光。再根据以上证明可知，在三棱镜ABC的边AB以外可以得到层次分明的平行的七种色光光区。而不会是白色的光。

根据以上证明可知，光在两个相互倒置的三棱镜中方向也是平行的，这就相当于光是透过的是一个平行介质。和两个三棱镜无间隙紧密的合并在一起形成一个平行四边形的性质没有本质的区别。

所以，牛顿的实验与其理论是相冲突的。

（四）牛顿实验与相关理论不相符

根据惯性定律，物体在没受到外力作用时将保持原来的运动状态或者相对静止状态。由折射定律（n=c/v）可知，光进入三棱镜（光密介质）后。光的方向及其速度都发生了改变，这种改变就已经说明光进入光密介质时与光密介质中的物质肯定发生了作用。而牛顿在其三棱镜分解太阳光的实验里却得出了光和三棱镜没发生作用，两者相冲突，是不相符合的。

综合以上论述，牛顿的三棱镜分解太阳光的实验是完全可以被质疑的。

二、光的色散现象的实质

由于光的色散现象离不开光要由一种介质进入另一种介质的过程，这与折射现象的前提条件是相同的。所以，可以这样认为，光的色散现象和折射现象只不过是从不同角度对光在两种不同的介质之间的变化的两种描述而已。也就是说，完全可以说光的折射现象的原因同时就是色散现象的原因。

所以，由《物态波形论》以及《从粒子的角度论述光的折射现象》的理论可知，光的折射现象实质上就是光粒子与光密介质中的物质发生作用，在相互作用中改变了光粒子的自转性能，改变了其波动性的性质，从而形成了几种给视觉带来色感的光波。

由《从粒子的角度论述光的折射现象》的理论可知，就是由于三棱镜不是平行介质，光射出时具有加剧光粒子进入三棱镜时产生的自转性能。而光透过的平行介质，射出时产生的自转性能是和进入时产生的自转性能相反，即抵消了进入时的性质的改变，这就是光透过平行介质后没有色散的原因。由此也可以证明，色散现象的确是光粒子透过光密介质时，光粒子与光密介质中的物质发生作用而改变了其性质而形成的。

由以上论述可知，所谓的用另一块倒置的三棱镜能把色散后的色光又符合成白色的光，其实，两个倒置的三棱镜完全可以视为一个平行介质。根据折射的方向，由于透过的两块三棱镜后的折射方向是相反的，所以，光粒子在透过第二块三棱镜时产生的自转性能与透过第一块三棱镜时产生的自转性能是相反的。所以，光粒子连续透过两个相反的三棱镜后相当于其自转性能没发生性质的变化。如图3所示。

所以，仅凭一种单色光再次透过三棱镜没有变成其绝对意义上的另一种颜色；以及两块相反的三棱镜又把色散后的光又变成白光。就总结出光是由七种颜色构成，而且光与三棱镜没发生作用的逻辑推理是错误的，是不符合科学的评断标准的。实质上，色散现象是光与三棱镜发生作用而改变了光的性能的结果。

三、讨论

新概念

无色光：属于可见光，但是，不会给视觉到来色感的光。不同于传统意义上的视觉无法同时辨别七种光的白色光。

色变现象：无色光（或者色光）透过光密介质时与光密介质中的物质发生作用而形成使视觉产生色感的光（或者不同于之前的色光）的一种自然现象。

由《早晨太阳呈现为红色的形成原因》的理论可知，大气层中的太阳光已经是被大气层折射同时色散的太阳光了。所以，牛顿在实验之后说，白色的太阳光看起来的确是很美丽的并不是错误，但是，由第二节的理论可知，牛顿的实验认为，分解前的混合在一起的七种色光就是由分解后的层次分明的七种色光构成的观点是错误的。

本文认为，所谓的太阳光，应当是极近真空中的、之前也未未曾经过任何光密介质的太阳光，是一种不会给视觉带来任何色感的光，可称之为无色光。依据第二节的理论，所谓的色光，是无色光透过光密介质时的色变现象。如图4所示。

由《自由运动论》的理论可知，光粒子的性能也是不尽相同的，所以本为所谓的无色光，也是由不尽相同的光波构成。只是相当于无色光比色光更细微（更细微的物理意义另作细致论述），也正因为更细微，才不会使视觉产生色感的。

根据以上分析，本为认为，把无色的太阳光进入大气层发生了色变、而视觉上无法同时辨别七种光的混合光定义为白色光，是可以的。但是不能和无色光混为一谈。因为白色是不能同时辨别混合在一起的七种色光；无色光是不能使视觉产生色感。两者有本质的区别。

所以，本文认为，把不能产生色感的真空中的太阳光定义为无色光来区别于传统意义上的白色光，是有一定的物理意义的。

四、无色光定义的哲学性

结合《论的哲学性》一文，把极近真空中的太阳光定义为无色光，即有其物理意义，也有其哲理性。

在《自由运动论》中，把太阳光中的光粒子假设为最小的物质粒子，而较大粒子，以及宏观物体都是有光粒子在今后的碰撞中形成的，所以，可以这样认为，这些不尽相同的光粒子在真空中显示为无色的光，而色光就是在光粒子和光密介质中的物质发生作用而形成的另一种光。即有色光形成于无色光，即符合“万物生于有，有生于无”的哲学思想。

所以，本为把极近真空中的太阳光定义为无色光，即是符合《自由运动论》的理论，有一定的物理意义，也具有一定的哲理性。

五、结论

光合作用的现象篇（3）

剧场舞台灯光是戏剧演出中不可分割的一个组成部分，随着对演出实践的探索，人们对灯光亮度和作用也有了不同的看法，著名舞台美术家斯沃博达曾说过，舞台美术是各种艺术的综合，灯光在剧场演出中它的表现戏剧情感和意义及组织动作环境的作用越来越受到戏剧乃至其他舞台表演形式工作者的重视，赋予了观众更多的想象空间。

1 剧场舞台灯光相关概述

舞台灯光也称为“舞台照明”，是舞台美术造型手段之一，运用照明灯具、幻灯、控制系统等舞台灯光设备和技术手段会有效的配合剧情的发展以光色变化显示环境，起到突出中心人物、渲染气氛的作用，灯光还能创造舞台时间感和空间感，塑造舞台演出外的外在形象，并提供风、雨、云、水、闪电等必要的灯光效果。它有以下具体要点： （1）塑造形象角色与创意描写。例如，通过主光源、轮廓逆光、环境光实现外部形象的描写，通过回忆、希望、对白、独白、幻想实现心理描写，通过抽象、具象、写实、非写实实现创意描写。 （2）舞台时空环境。主要涉及时间环境的表现、空间环境的表现、季节环境的表现及其他环境的表现。 （3）把握舞台气氛构成关系。以时间色彩变化、透视感、光区空间变化、距离感体现时空关系；以自然、抽象、夸张体现形式关系；以明者抢前，暗者退后、高调、强调重点、明亮程度修订/透视、色彩关系，现实、原色对比，间色对比体现亮度关系。以心理共鸣/情感交流体现观演关系；以主观表现情节的构想，客观再现演出灯光的空间构成体现主观客观关系；以人与景的效果――人亮与景亮、局部支点――整体演区体现主次关系。 （4）技术保障措施。控制及操作通过变化时机、台词、体形、调光、改变电压与情节相吻合时空转换体现。光具的组合通过灯具性能的利用、灯具组合共用、多灯排列设置及效果器材应用。

剧场舞台灯光功能在于加强舞台表演的效果，符合剧情所需，运用灯光使背景显得更自然，起到诱导、烘托和暗示剧情发展的作用，同时调节演员及观众的气氛。还在于使舞台画面更清晰，能使观众清晰看清舞台人物表扬动作。使用舞台灯光必须要有足够的灯光，协调灯光的使用和射向舞台的方向，主体和配角及背景的颜色用亮度区分。依据剧情需要时灯光的亮度、颜色、运动进行变化，在具体使用过程中，若需减少某一光源，应做好增强下一光源的准备，避免黑色影响演职人员的工作。

2 剧场舞台灯光能动性作用

人们对视觉感受的要求也是具象的，视觉思维近乎描绘性，舞台灯光的表现手法是以程序化的方式给予观众只是单纯舞台照明和逼真模拟自然光源。近年来，随着现代科学发展，舞台灯光控制技术的相对完善，高科技和数字化技术大量涌进舞台美术领域，舞台灯光除了传统照明性质的视觉功能外，它还具有以音乐，每一个灯具在舞台上都具有可控性，增强了舞台光线流动、光域切割和色彩交流的随意性。它同演员一样参与了整个表演，从外部形象的塑造逐渐走入对人物内心世界的塑造。色彩和灯具的运用为舞台灯光提供表达视觉功能的地方，而高新现代灯光控制技术则赋予舞台音乐性视觉功能。例如，我国现代历史舞台剧《常香玉》中，在演到老年常香玉回忆年少时，她和陈的初识灯光为浪漫而又甜蜜的淡粉色，继而一抹蓝绿色，表示新生和希望从这里开始了，色彩交变的灯光致力向观众传达戏剧情感的脉动，远远超越了外在的时空意识。而在《常香玉》第四场戏中，蔚蓝色的灯光几乎贯穿了整场戏，同时还伴有青色的灯光，浪漫忧愁中似乎有些许清凉，就像对一个旧社会女艺人的风骨做了外化，后续灯光也从蓝色转为橘黄色，象征从黑暗走向光明，也象征主人公的快乐和自由由此开始了。总体来说，视觉灯光是服务于舞台情节，是本应给予观众，但戏剧也可从观众那里收获对视觉的反馈，二者相互缝合和渗透后逐渐丰富戏剧情感。

从上述分析可见，灯光的视觉包括灯光色彩的节奏变化、灯光明暗的节奏变化，两种节奏一旦碰撞，所产生的效果往往会使灯光音乐性的职责发生变化，主要为了使观众对灯光音乐的视觉感受得到加强。例如，连续缓慢的明暗变化节奏会带动灯光色彩，也正是这样的音乐性节奏会煽动观众内心情感反应，有时是悲哀，有时是缠绵，有时则是抒情。而强烈变化节奏配合灯光色彩会展现出跳跃生动的节奏，此时的节奏也是明暗变化最为明显的，只为调动观众欢快、激动的心理感知。舞台上各种力量之间的相互碰撞以灯光的表现形式展现在观众面前，使其从中获得精神上体验及满足，并借此引导观众视觉思维往正确的方向发展，如果想要和现代戏剧观众的视觉思维达到统一，则利用灯光表现的音乐性和符号性的相互作用来予以实现。

近年来，现代戏剧的发展相对于以往也有了不同的变化，传统意义上的观演空间在高新技术和多媒体的趋势下交融，剧场、观众席、舞台都是作为一个整体表演空间进行思考，这就要求舞台灯光不再局限了运用何种光色或灯具，而是该如何运用灯光要素构建视觉空间。人类发展至今，视觉思维形象已经达到概括化和抽象化的认识。因此，在现代剧场端坐的观众，但他看到舞台上为他展现的一切时便会立刻经历视觉思维的活动流程，以大脑力场中物理运动开始分析、原则舞台形象，并会下意识地将情感意识投入到戏剧活动中，接收戏剧所传达的内涵，实现透过表层看内在的过程，从而能深层认识和顿悟戏剧思想。通过正确引导观众正确认识视觉形象可以进一步实现运用哲理性思考戏剧本质，但其中有大部分作用还要借助于灯光意志，可以说构造视觉思维的前提在于灯光意志的召唤和影响。现代戏剧中舞台灯光中的符号性和音乐性是此项技术的主要功能，它们只需完成对观众的情感感受作用，对戏剧深层的哲理性含义确无力承载，视觉直观因不均衡的“力”和表象、节奏及表象体现了灯光的作用，相应地也反射出舞台戏剧想要表达的内涵。

3 结语

随着现代舞台表演形式的不断扩展，观众已经不再满足传统意义上模糊、交融的光影空间，而渴望看到相对实质性的艺术作品。舞台灯光则在这方面占据着重要的比例，色彩与光的明暗变化或光线空间形象构图形式的多样化为剧场舞台创造了更多的可观性。但也要合理应用灯光，准确把握戏剧精神，理解戏剧内涵，真正实现灯光创造戏剧视觉功能的职能。

参考文献：

光合作用的现象篇（4）

1.关于白光光源的问题

在进行白光的色散与合成教学中,需用一束平行白光照射三棱镜,产生白光的色散现象。因此白光光源的选择尤为重要。

传统的教学中,教师常常利用太阳光作为白光光源,太阳光接行光,实验效果非常好。但是。该方法受到气候与太阳照射角度的限制,在阴天、雨天或是太阳光无法直射进教室的情况下,该方法就不可行了。

传统的教学中,还常常使用白光色散与合成仪器,该仪器使用白炽灯作为白光光源,在灯的前方放置一个狭缝,使得从狭缝射出的灯光接行光。该方法不受气候与太阳照射角度的限制。但是由于白炽灯的灯光并不是绝对的白光,因此实验效果并不理想。

2.关于三基光光源的问题

在进行色光的混合、物体的颜色教学中,需要能够发出红、绿、蓝三种色光的光源。用于观察不同色光的混合,以及物体在不同色光照射下的颜色变化。

传统的教学中,常常使用在手电筒前方放置有色玻璃纸作为色光光源。但是有色玻璃纸的颜色往往与标准的三基色偏差较大,照射出的色光不是标准的三基光,因此实验效果并不理想。

3.关于实验现象,-j-~度的问题

传统的教学中,使用的实验仪器复杂、成本较高且操作难度大,因此实验大多为教师演示实验,学生坐在座位上观察。由于学生到实验仪器的距离较远,观察到的实验现象不明显:另一方面,本实验对于环境亮度的要求较高,实验环境太亮也是导致学生不易观察到实验现象的原因之一。

针对上述问题,我们设计了光的色散教学仪器套组。

二、结构设计

1.内置高亮白发白发光二极管的小手电

正向电压:3-3.2V

发光强度(med):4500

白发白发光二极管价格:0.18元/只

2.内置高亮白发红发光二极管的小手电

波长(nl/1):638-646

正向电压:2-2.2V

发光强度(med):白发红发光二极管价格:0.1元/只

3.内置高亮白发绿发光二极管的小手电波长(am):512.5-515正向电压:3～3.2V发光强度(meal):4000-6000白发绿发光二极管价格:0.19元/只

4.内置高亮白发蓝发光二极管的小手电波长(nm):455-460正向电压:3.2-3.4V发光强度(med):4000-6000白发蓝发光二极管价格:0.2元/只

5.带狭缝且内置白色光屏的黑色遮光纸筒狭缝宽度:1mm狭缝长度:15mm

遮光纸筒直径:120mm

遮光纸筒高度:140mm

6.三棱镜

材料:优质光学玻璃

尺寸(m/n):24x24x24x14

7.物体颜色观察板

印有红花、绿叶的白色纸板

8.白光的色散与合成实验操作底板

色光混合实验操作底板,如图6、图7所示。

三、创新点

1.利用发光二极管作为光源

(1)发光二极管价格便宜,稳定性高,耗电量少。用发光二极管作为电源成本低廉,便于普及。

(2)发光二极管种类繁多,可选择性高。本教学仪器中使用的高亮白发白发光二极管发出的光接近纯的白光,做色散实验效果好。本教学仪器中使用的高亮白发红、绿、蓝发光二极管发出的色光波长接近三基色光波波长(三基色是指红、绿、蓝三色,各自对应的波长分别为700hm、546,1nm、435,8nm),做色光合成与探究物体颜色的实验效果好。

2.遮光纸筒整合了多种功能

(1)遮光功能:遮光纸筒四周封闭,下方紧贴桌面或操作底板,唯有上方开口供实验者观察。满足实验环境的低亮度要求,保证实验现象明显、直观。

(2)狭缝与光屏功能:遮光纸筒上开一狭缝,将光源射出的发散光线进行过滤,使进入纸筒的光接行光,保证实验效果。纸筒内侧所贴白色光屏能更好的显示白光色散出的多种色光。纸筒下方所垫底板上还能观察到白光色散与合成的光路。

3.学生能够分组实验由于成本低廉,操作简单,本套仪器很适合学生进行分组实验,让学生经历科学探究的过程,也解决了演示实验可见度低的问题。

四、使用方法及实验效果

1.白光的色散与合成实验

使用方法:将三棱镜放置于操作底板的“三棱镜1”处:将遮光纸筒放置于操作底板对应位置,并调节纸筒上的狭缝对准底板上的A点;将白光手电放置于操作底板对应位置,按下按钮对准狭缝照射:观察遮光纸筒内的实验现象;将另一三棱镜放置于操作底板的“三棱镜2”处,重复上述步骤。

(2)实验效果,如图9、图10。

2.色光的混合实验

使用方法:将遮光纸筒放置于操作底板的对应位置;用红、绿、蓝光手电对准底板上对应的圆圈照射:观察遮光纸筒内的实验现象。

(2)实验效果。如图11、图12、　图13、　图14。

3.探究物体的颜色实验

使用方法:将遮光纸筒放置于物体颜色观察板的对应位置:用红、绿、光手电先后照射底板上的图案;观察遮光纸筒内的实验现象。

(2)实验效果,如图15、图16、图17。

五、主要特点

1.使用灵活。不受天气、太阳角度和环境亮度限制:

光合作用的现象篇（5）

中图分类号：J40 文献标识码：A 文章编号：1006-4117（2012）01-0341-01

影视拍摄是借助大屏幕将艺术形象传达给观众，以表现作者的意图。可以说，影视是在建造在光线造型基础上的视觉艺术。影视中人物形象的塑造主要借助光、色光学以及运动的手段与声响设备，在平面上创造出立体效果，而在其中，光线作为一种表现手段至关重要。光与影是影视画面构造的根本因素 [1]。

光线在影视作品中的分类：（1）自然光与人工光。由于在影视拍摄中油外景与内景的分别，在外景中主要拍摄在室外的任务和环境，因此主要采用自然光，而内景拍摄主要是在摄影棚以及演播室内，往往利用人工光照明。但是这并不是绝对的，有时候当外景自然光达不到效果时，经常运用人工光补充，在特殊情况下，内景中也往往运用自然光或者自然光和人工光混合的光线进行拍摄[2]。（2）直射光与散射光。主要依据光线的不同性质。自然光中的直射光主要是太阳光，人工光中的直射光则是聚光灯以及回光灯等等。自然光中的散射光是天空光以及地面与环境对阳光的反射而成型的散射光，还有阴天时天空的散射光。人工光的散射光则指小功率的散光灯或者聚光灯。（3）按照机位、光源以及被拍摄对象所处的位置所形成的不同的光线效果，光线又可以分为平光、斜测光、正侧光、后测光、背面光、顶光以及底光。此外，因为光线在塑造形象时具有不同的作用，所以一般又将光线划分为主光、副光、轮廓光装饰光、背景光以及效果光。在影视的实际拍摄中，往往是在一个完整的形象处理过程中综合应用这些光线，其光效是综合效果。

一部片的照明是很考究的，在布光上又极其严苛的规定。用光的强度大小、角度定位以及焦点的选择是很有选择性的。随着导演的聚光灯指向的不同，观众的注意力也会随之转移。影片的照明大多时候处于变动状态，拍摄影视作品时要花费很多时间，在很大程度上是因为镜头的每一次转变，照明方面都要进行许多的复杂的工作[3]。

依据影片的不同的风格，照明有相应的基调，形成不同的风格。情节剧一般使用高反差基调，用光叫生硬，带有浓重的褐色条纹；喜剧片则一般采用高调，要求画面明亮，与音乐片相似。；恐怖片则是低调，大多数时是阴雨天，要求画面模糊，并带有相当大面积阴影的背景，以突出影片的神秘气氛。当然照明应用某种基调是不定的，有时候有几种基调的混合应用。例如在索德伯格的《贩毒网》中三个故事运用了三种不同基调，借以划分不同的时空。

通常来说，在用光方面能够划分为现实主义与表现主义。其中现实主义多用现场光，在拍摄外景时尤其如此。不过也有例外，在户外拍摄时，多数导演还是会运用一些反光板和灯光，以增强自然光或出于减弱阳光表现明暗对比，现场光拍摄的影片大多线条粗硬，缺少柔和感。总之作为一个现实主义者，大多数时候不用令人觉察的光源。而形式主义者则常常依据象征的内涵加以夸张，使得自然光改变性质。在一些场合，例如使用剪影，产生柔和、浪漫的情趣。另一方面如果拦截光源，就会产生恐怖的效果。通过聚光灯的照耀，影像会产生强烈的明暗对比，严重扭曲变形。形式主义常常为达到主题上或者心理上的目的，应用强烈对比。有时候导演通过故意放大摄像机光圈，使得影片曝光，造成画面的泛白，以表现梦幻的场面。

作为摄影师的画笔，光线要与其它造型手段一起表现一个事件。一个摄影师不仅仅要明确在何种照明条件下看见对象，还要懂得运用照明条件更好表现拍摄对象。对于一个摄影师，正确的曝光、调焦在今天是件很容易的事情，但是拍摄出具有艺术欣赏的作品是一件不容易的事。在影视的拍摄过程中，不会用光，特别是不会运用光的表现作用，是最核心的问题。在影视形象的塑造中，经常利用光线的造型作用提高拍摄效果。在特定的光线照明下对象的运动占有时间以及空间只能用光线借以表达视觉效果。应用不同的照明条件能够使得对象的形体以及色彩有丰富的变化，例如测光照明能够显示拍摄对象的立体感以及质感，而逆光照明则能够表现对象的轮廓的形状；平调光照明能够还原对象的固有色，但是整个画面显得平淡。通过光线的分布以及明暗对比，以及借助空气的透视效果可以表达三维空间。借用光线的光影虚实组成的轻重感可以对画面形成平衡以及呼应的效应。光线是构图的重要元素，光线产生的明暗效果能够突出主体以及遮盖次体，合理运用光线的投影能够丰富画面的构图，起到均衡画面的作用

光线在电视剧制作中的应用非常广泛。作为影视造型的一个重要手段，直接决定艺术作品的成败。要把光线变成一种艺术语言，关键要掌握光的规律以及变化特点，捕捉照明中的审美因素。灯光师能够选择不同的光线，局部性的改变演员形象。光线在造型处理中还有隐藏、突出以及夸张的作用，可以利用光比、色调的特性或者光效塑造画面的某种感觉，借以烘托人物的精神状态。为使得影片更具有感染力，我们可以大力发掘光线的作用达到理想的艺术效果，例如可以利用逆光表达环境，塑造情调、时间以及气氛。若在特定地点拍摄大全景。第一，利用光线构成典型环境，表现时间观念。例如光低影长借以表达傍晚与早晨，能够表现安静或者悲哀的感觉；光高影短代表白天，整个画面会呈现出生机勃勃的感觉。消弱光线可以达到阴天的感觉。当一个物体被灯光照明后，我们会获得感性上的认知，感觉到这一物体的形状、轮廓以及体积大小。但是光位的不同也能够改变认知的结果。因此运用不同的光线技术能够突出或者遮蔽被拍摄对象的一些缺点，而更好的把被拍摄对象需要突出的形状、轮廓以及体积表现出来，创造出艺术的效果。在影视片的创作中要特别留心用光塑造拍摄对象，这直接影响其艺术效果。

光线在影视拍摄中的发展历程是一部技术革命与艺术发展的历史。相信，伴随着科学技术的快速进步以及人类认知的不断深化，其价值将越来越引起人们的关注。光线作为一种造型手段，也必将在艺术创作中迈向更高巅峰，发挥更重要作用。

作者单位：赤峰广播电视台

参考文献：

光合作用的现象篇（6）

余光中先生的散文《萤火山庄》是社会科学与自然科学的巧妙结合。主题展示丰富不单调，表达方式多样不单一，古典与现代并存的意境营造，语言文字运用的圆熟灵活，无不体现着余光中先生文学创作思维的高超。可以说，这篇散文是余光中先生文学创作思维的集中体现。

一、主题展示中的思维性

余光中先生的散文主要内容有四大类：⑴寄居台湾、香港的日常生活；⑵客居美国就读、教学的感受；⑶录写在台湾、欧美、南洋旅游的见闻观感；⑷对世风人情、文化历史的杂感表现了对西方文明的赞美，对中华民族的热爱。

首先，《萤火山庄》写的是作者夏天去纽约看望自己的女儿，属于其创作主题的第三类。事实上，在文章的倒数第二段：“有一天我走了，我留下的书一本又一本，那两个孩子，在电视机前长大的美国孩子，肯放下英文来读吗？”这实际上便隐含着对中国文化的传承问题的思考。这便是余光中体现其思维性的地方之一了，探望女儿，是一种感性的东西，而通过此反映出对中华文化传承的思考就是理性的体现了。

其次，文章的主题展示并不单调，不是一味地进行感性的描述，情感泛滥，也不是一味地进行理性思考，枯燥乏味。而是将两者巧妙结合，既有感性的描述，如来到萤火山庄后，对其周边环境的描写；也有理性的思考，如对雌萤发光的解释。

在余光中先生展示的主题中我们看到的是，作为一个语言文字的社会科学研究者，对自然科学也颇有研究。显然，这正是由于余光中先生意识到感性思维与理性思维相结合的重要性。这更是其思维创作的集中体现。

二、表达方式中的思维性

这主要体现在感性思维与理性思维在表达方式中的运用。既包括两者独立运用，也包括两者的有机结合。所谓“感性思维”，就是通过感觉器官认识事物表面现象的过程。《萤火山庄》中通过描述、抒情等表达方式体现了这一点：

1.“我问幼姗和季姗小时侯有没有见过萤火虫，他们似乎并无印象。”

这句所运用的表达方式是描述（叙述与描写），通过感官的询问所获取信息，为下文捕捉萤火虫、描写萤火虫、抒发作者情感做准备。

2.“为政索性找来空瓶，带着飞黄走下楼梯，去草石间追捕这些一闪即逝的古典幽浮。”

同样运用描述的方式，事实上是感性思维中形象思维（通过联想、再现、想象来组成形象，富有图画感）的体现。“古典幽浮”是作者的一个形象比喻，对萤火虫的特点把握得恰如其分。

3.“小男孩抓到一只，奔回阳台给我看，可怜的小俘虏在瓶中就黯然无光了，飞黄也觉得失望，就开瓶释俘。”

运用抒情、描述。其中“可怜的”表达了作者的同情，“失望”表达了飞黄的感情。可以看出，“形象思维”是作者在这些感性描述中最为突出的，不可否认，作者将形象思维与描述方式有机融合。

4.“昆虫学家说，会闪浅绿色光的是雌萤，光从腹部发出，乃是黄磷在酵素的影响下氧化的现象；又说雌萤无翼，发光的用意实在是引诱雄虫。”运用说明，通过科学的途径对雌萤发光进行阐释。

“感性思维”和“理性思维”的交融在表达方式里的运用，是作者思维的突出体现。例如：

5.“这么说来，仲夏之梦就更有情了。原不该打断这只‘怀夏’少女的幽会的。”

运用描写和抒情的方式，将“感性”与“理性”巧妙融合：对雌萤生动的描写和感情的抒发是“感性”的体现，而“怀夏”的造词则体现了作者创作潜在的理性思维。“怀春”一般用于形容少女，而针对夏日，作者对其进行了创新性的改造，既突出“夏日“特点，又便于抒感，形象、生动。

通过对余光中先生表达方式运用的分析，深刻反映出作者潜在的创作思维性。不得不承认，余光中先生创作思维的开阔性、独特性。

三、艺术中的思维性

从意象、意境方面看，余光中先生的思维性也是十分鲜明的。例如，在对萤火山庄周边的描写时，作者是带着主观情感进行描述的，山庄的清幽、宁静正好与台湾的炎热、喧嚣形成对比，营造了一种清新、凉爽、幽静的氛围。可以说余光中先生的意象、意境中既有古典情调又具有现代情绪，这无不体现其感性思维修炼的境界。

余光中先生的语言文字运用也是十分圆熟，充分展示了其理性思维的高超。语言文字既有典雅的古典情怀又有陡劲的现代风格。以西方现代艺术的美学观点为触媒，重新挖掘中国古典文学的语言魅力：

光合作用的现象篇（7）

关键词：

分染；素描；教学

一、工笔画与素描的表现方法

工笔画以线造型描绘物象，线在工笔画中起到骨架作用。既表现物象的形、质、光、色又具有独立的审美功能。在线描的基础上渲染墨、色，进一步完善画面，表达画家的意境和情感。具体表现为物象前面部分浅，后面部分深，通过后面部分衬托前面部分。就整体而言，前面单元深于后面单元，以此来表现画面中的虚实空间。古代画家对画面中的光一般不强调或是采用正面散光的表现，在平面中见立体。经历代画家的积累，逐渐总结出分染、统染、罩染等一系列的传统工笔表现手法。通过对物象结构的深入理解及把握进行凹凸分染，即根据对象结构有些地方染高处，有些染低处。如一片叶子从叶脉中间向叶子两边染去，即染高。两片重叠在一起的叶子，染被压在后面的一片，前轻后重，即是染低。在分染过程中，分染不是一遍遍简单重复，也不只是缩短分染的长短距离，而是要根据物象的结构形分染出层次，也可理解为西方素描的渐变关系。画面中明度较深的物象可先用墨色打底，然后再用同样的方法用色叠加表现即“三矾九染”。染墨时给色留有余地，染色用笔可以与染墨错位，以便更好的发挥墨、色的表现力。通过墨、色层层分染、罩染等使画面具有东方独特的平面厚重感。素描是西方绘画表现物象最简洁、实用、快捷的一种方法。用铅笔、橡皮等工具在特定的光源下对物象质、量、空间等科学准确的描绘。文艺复兴大师达芬奇、古典派大师安格尔等都是用素描作画的高手。素描表现物象快捷方便、工具便于携带，可以反复修改，既能刻画丰富的明暗层次，又能快速的表现形体。长期的素描训练，可以加强深入刻画对象和迅速提高造型的能力，提高作品的深度。在传统的素描中，光源一般是特定的，真实的表现对象，在二维的平面画面上表现三维的立体空间。通过光源的变化确定画面黑、白、灰的分布，组织画面结构。它将物体表现根据眼睛所看到的现实景象模拟，理性的分解成受光、背光的“三大面”和“五大调子”的关系，通过特定受光层次的微妙关系的变化来在二维平面中表现物象的空间、质量、虚实、结构、体面等。总结出前面物体对比强、后面物体对比弱、视觉中心刻画仔细、其他概括等一系列的表现方法与整体观察手段。都是为较好的符合人视觉上的欣赏需求，近实远虚，近大远小。

二、工笔画与素描表现的异同

（一）相同

1.画面层次空间表现上有一致性。素描通过铅笔等工具表现特定光下物象的立体空间和画面层次。工笔画十分注重空间层次的表现，在整体平面中追求局部空间纵深表现。通过层层分染来表现画面层次和空间。

2.在表现画面的黑、白、灰、点、线、面上也具有一致性。中国工笔画的黑白灰通过线与色交相辉映最终形成块面的表现，注重穿插以及丰富的形态关系。

3.造型都讲究准确性，工笔画是在写实的基础上进行意象表现，物象在被准确描述的基础上大胆进行取舍、夸张、概括，不仅表现物象的形，更表现画家的意。素描也强调准确的分析物象结构，把握物象空间、体积、结构关系来表达对象。

（二）不同：

1.画面用光不同。传统工笔画采用平光表现，即正面散光。中国画的光，亮处使物象实，暗处使物象虚，渐变的忽明忽暗从一个局部到另一个局部，犹如灵光再现。画家根据对象结构分染表现画面空间、虚实、主次关系。而素描采用特定光源，如侧光、逆光、半侧光等。用某种特定光源统一画面，形成影调来完成画面物象空间、虚实、主次关系。画家随光的在物象上的变化描绘对象，理性的把握画面。

2.表现方式不同。工笔画分染是对物象结构进行深入的理解与把握后对物象的结构进行分染，通过主观的层层的分染等技法表现物象。同时中国画的线本身已对物象的形、色、质、光感都有了一定的体现，分染是对其进行补充完善与丰富。“色不碍墨，墨不碍色”相得益彰同时又独立表现。素描是光随着物体的转折发生渐变，用客观的真实的光变强或变弱来表现物象和画面关系。

3.表现方法不同。中国画从固有色与自己主观意象色彩出发赋予画面色彩关系。谢赫六法的“随类赋彩”，南朝宋宗炳《画山水序》的“以色貌色”，都概括了中国画色彩方面的基本原则。即是参照所表现物象的固有色来设色，但不是纯客观的自然表现，需要主观提炼概括。在素描中，主要是考虑受光的影响，画面在光下随光面积的多少来控制深浅，画面中深的物体可能由于光的变化变浅或变深。它是充分表现光下物象的真实变化，形成了以光源变化为基础的整体表现。

4.表现空间、层次不同，工笔画在分染的基础上进行平涂，平面中见立体。分染使物体有一定的体积，而平涂是减弱体积，形成了如浮雕般的凹凸感，可理解为平面中见立体。素描是表现在光下物体的体积、空间、结构的量感，是科学的透视形体关系。在特定光源的表现下，物体有较强的体积纵深空间，真实的反映客观物象，有逼真的效果。通过光来确定黑白灰，古典素描中即光照部分是白，背光的是黑，中间部分是灰。

三、工笔画结合素描表现

1.在教学实践中，强调素描的光可以与中国画平光结合、互补，从视觉上得到补充，改变中国画传统面貌。素描中设定的侧光、半侧光、逆光等，都可以与中国画的平光相结合，根据画面需要来进一步丰富中国画艺术感染力和表现力。中国画是平光下固有色平面的装饰效果，较为单一，引入西方绘画中的光影，将光影的表现与平面构成的黑白灰、浅空间结合从明到暗、从暗到明的渐变表现，画面敢于虚至空白，溶于空间，使物象与空气相融。

光合作用的现象篇（8）

（1）认识光的折射现象.

（2）知道光从空气射入水中或其他介质中时的折射规律.

（3）了解光在折射时光路的可逆性.

（4）初步利用光的折射规律解释生活中有关现象.

1.2过程与方法

培养学生的实验观察能力，培养学生实验操作、归纳、总结能力.

1.3情感、态度与价值观

（1）初步领略折射现象的美妙，获得对自然现象的热爱，并对学生进行安全教育.

（2）尊重科学，培养实事求是的科学态度和浓厚的学科知识.

2教学重点

探究光从空气斜射入另一种介质中的折射规律.

3教学难点

探究光从空气斜射入另一种介质中的折射规律，利用光的折射规律解释生活的有关现象.

4设计理念

（1）重视演示实验、分组实验的教学.充分发挥学生主体作用，调动学生积极参与课堂.指导学生进行实验，引导学生分析、归纳与总结.

（2）重视学生的协作和会话过程，引导学生进行讨论、交流合作；加强“师生”，“生生”交流.

（3）承认学生的个体差异和发展潜能；在教学中鼓励学生提出问题，鼓励学生发表各自的想法，为学生提供展示个人思想的空间.

（4）根据学生的认知特点，先易后难展开教学.注重运用本节知识解决实际问题.体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念.

5器材准备

激光笔、水、水槽、牛奶、烧杯、折射演示器、水槽、硬纸片、蚊香等.

6教学方法

自主、合作、小组探究.

7教学过程

一、引入新课

1.给学生演示两个小魔术：硬币在水中上升、筷子在水中弯折.

2.提出问题：为什么会产生这些现象？

学生认真分析、思考.

设计意图：通过学生体验引入新课激发学生学习求知欲.

二、新课教学

（一）介绍光的折射现象

1.做一个小实验，光线由空气斜射入水中时，光线的传播方向是否会发生变化？

器材：激光笔、水、水槽、蚊香、牛奶、火柴.

学生认真观察教师所演示的实验.

设计意图：通过实验领悟光线发生偏折是真实的现象.

2.提出问题：你看到什么现象？（引导学生分析，从而引出光的折射现象定义）

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生偏折，这种现象叫做光的折射.

学生踊跃回答所观察到的实验现象：光线的传播方向发生了偏折.

设计意图：初步领悟光的折射现象及光折射的定义.

3.介绍实验光路图

（1）在黑板画出光折射的光路图.

（2）介绍光折射的一些名词术语.

学生认真听讲.

设计意图：这是本节课的重点及难点内容，分小组做实验，体现学生的主体性，培养学生动手操作的能力.

（二）探究光的折射规律

提出问题：光在折射时遵循什么规律？

器材∶激光笔、牛奶水、光折射演示器.

学生猜想.

探究1光从空气斜射入水中，折射光线发生怎样的变化？

小组派代表上讲台展示、交流得到的实验光路图及结论.

学生动手操作实验，观察实验现象，绘制实验光路图，得出结论.

教师总结实验结论，并提出疑问：在实验过程中是否观察到其他光线.

学生认真观察和自己小组得到的结论是否一致.

设计意图：培养学生语言表达能力、学习物理的自信心.

探究2光从水斜射入空气中，折射光线发生怎样的变化？

找小组派代表上讲台展示、交流得到的实验光路图及结论.

学生认真听讲并积极思考回答：实验中出现了反射光线.

教师总结实验结论.

设计意图：培养学生尊重科学，实事求是的科学态度.

探究3光线垂直入射到界面，折射光线发生怎样的变化？

请小组派代表上讲台展示、交流得到的实验光路图及结论.

学生动手操作实验，观察实验现象，绘制实验光路图，得出结论.

教师总结实验结论.

学生认真观察和自己小组得到的结论是否一致.

设计意图：画光的折射光路.

（三）光折射时光路是可逆的

提出问题：在光的反射现象中，光路是可逆的，在光的折射现象中光路依然是可逆的吗？请两名学生上前给大家演示如何验证光的折射现象中光路可逆.

学生动手操作实验，观察实验现象，绘制实验光路图，得出结论.

认真观察和自己小组得到的结论是否一致.

教师总结实验结论：通过以上几组探究实验，对光的反射规律进行总结.

学生认真听讲.

设计意图：也是本节的重点，通过作图可以帮助同学们建立起物理模型，使抽象问题变得更加形象，有利于加深对物理现象的理解.

（四）简单解释折射现象

解释在课前所做的两个魔术的原理――光的折射现象.

学生进行小组交流讨论.其他同学注意观察.

设计意图：培养学生理论联系实际，知道学习物理非常有用，加深对概念的理解.

（五）课堂小结

通过本节课的学习，我们了解了光的折射现象，知道光在折射中遵循的规律，并学会了用光的折射解释生活中的一些现象.

学生认真听讲、记录.

（六）布置作业

1.用一束光向玻璃砖入射，将会看到哪几种折射现象？试试看并画出光路来.

2.请你设想一下，如果没有光的折射，生活中会出现什么样情景？请写出两个合理的场景.

学生认真听讲、整理、总结.学生课后完成.

设计意图：锻炼学生获取信息的能力.联系实际，获得对自然现象的热爱.

8板书设计

一、光的折射

二、光的折射规律

三、生活中的折射现象

9教学反思

老师在课堂上充当的是一个“导”的角色，“导”的结果取决于你对学生了解的多少，你对本课难易程度的把握.在本节课中有一些做得比较好的地方：

1.在调动学生积极性方面取得了一定的成功，整堂课学生积极参与、积极思考、师生配合、学生合作较好.

2.学生在实验中发现问题，引发思考，通过实验探究规律.让学生在实践中体会到物理学习的实验特色，从而受到科学态度和科学精神的熏陶.发展初步的科学探究能力、形成尊重事实、探索真理的科学态度.让学生经历基本的科学探究过程，是培养学生科学态度的一个良好时机.

3.学生对于光从一种介质斜射入另一种介质两角的大小关系理解较好，并能总结出在空气中的角始终是大角.

4.实验和媒体相结合，在学校器材不足的情况下自制教具可折叠的光屏，加深了学生对折射规律的印象.

当然本节课也有一些不足和需要改进的地方：

光合作用的现象篇（9）

现代舞台照明技术充分结合了光的散射、折射、投影等效果，利用各种颜色的灯具将光进行二次塑造，同时也利用透镜和成像设备将光线具体形象化，化抽象的光线为具体的形象。借助综艺晚会舞台的立体空间，将三个维度内的光线交叉融合，塑造形象，达到3D的效果，现在舞台技术的照明技术还包含利用闪光塑造明暗效果，利用移动光源塑造闪动变幻的舞台效果，表演者也可以利用照明技术塑造特殊的表演模式，利用表现的波动带动自身表演的渲染，现代舞台照明技术的应用已经相当成熟，在狭窄局限的舞台上塑造完整变化的艺术效果，让整个造型富于动感，变化丰富。

2.现代舞台照明技术的造型作用

现代舞台照明技术可以借助来自不同方向的不同形象的光线来进行舞台形象的塑造。根据舞台光线设置位置和类型的不同，舞台灯光分为面光、柱光、侧光、耳光、顶光、背光、脚光等，这些光源不仅各自具有自身的颜色、形状，还都富有变化节奏，拥有自身独特的表达力。借助不同的地方的照明，可以在综艺舞台上展现出完全不同的形象，这些形象作为综艺节目的辅助，对整个节目的效果起到画龙点睛的作用。舞台灯光激发人们对节目形象的联想，制造整个舞台的氛围，塑造人物情感，传达剧情变化，使综艺节目在点的基础上发挥出面和立体的效果。

3.现代舞台照明技术的渲染作用

光合作用的现象篇（10）

关键词 生物学教材 光合作用 曲线分析 模式构建

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

光合作用是高中生物教学中的重点和难点内容，对光合作用影响因素的分析更是体现了学生分析和解决问题的能力。下面以美国中学生物核心教材《Biology》的实验手册B中关于“光合作用速率的曲线分析”为例，与人教版高中生物教材必修1中有关光合作用强度的数据分析进行比较，并作简要的评析，为国内培养学生实验数据分析能力的教学提供新的思路。

1 教材实例介绍

1.1 国外教材实例介绍

Miller & Levine编著《Biology》教材2010年版的实验手册BP251特别单独设置了关于光合作用数据分析的相关实验――“数据分析实验11光合作用速率”。该实验明确提出了实验目的：通过对曲线图的分析来探究影响光合作用速率的因素。实验同时也明确了能力要求，包括“曲线图解释”“数据分析”及“比较与对比”。

实验数据是利用了光照强度对“阴生植物”和“阳生植物”光合作用速率影响的曲线图（图1）。分析过程设置了3个层次的问题：（1） 曲线图解释：① 光合作用速率的测量指标;② 观察y轴，思考该因素和植物细胞光合作用的联系;③ 沿着y轴上升，光合作用速率是上升还是下降？④ 沿着x轴向右，光照强度是增强还是下降？⑤ “阳生植物”和“阴生植物”随着光照强度增强光合作用速率怎么变化？（2） 比较与对比：① 当光照强度低于200 μmol/m2/s或高于400 μmol/m2/s时，哪一类植物光合作用强度更高？（3） 推断：① 沙漠里的平均光照强度大于400 μmol/m2/s，根据曲线图判断哪一类植物更适合生长在沙漠环境？② 还有哪些因素会影响植物生存？

1.2 国内教材实例介绍

人教版普通高中课程标准实验教科书《必修1?分子与细胞》生物教材中对光合作用的内容作了详细的阐述，也涉及了对光合作用强度的影响因素的探究。该探究实验中没有列举曲线图进行分析，在教材P106“光合作用课后练习”中出现了对曲线图的解释和分析，原题如下：下图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图（图2）并回答：（1） 为什么7～10时的光合作用强度不断增强？（2） 为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？（3） 为什么14～17时的光合作用强度不断下降？

2 教材实例比较与评析

2.1 美国教材实例特色

美国教材中曲线图分析更注重在分析过程中培养学生的逻辑思维能力，从分析过程设置的5个问题就体现出了对学生思维的培养，问题设置由浅入深，并逐渐放开。“曲线图解释”这一部分主要是分成三步对曲线图的基本信息作出了描述：① 该数据分析实验首先建立起曲线图坐标指数与生物学过程的联系，在数据解释中设置两个问题：光合作用速率的测量指标及y轴和光合作用的联系; 观察曲线图的坐标变化，明确坐标变化和光合作用的联系;③ 描述坐标中曲线随着坐标轴变化而变化的趋势。这一部分明确了坐标的基本信息，为更好地进行曲线的比较和分析打下基础。“比较与对比”是曲线图分析中常会涉及到的一个分析角度。该实验中设计的“比较与对比”这一部分的问题是：“当光照强度低于200 μmol/m2/s或高于400 μmol/m2/s时，哪一类植物光合作用强度更高？”该问题非常简单，却为学生提供了一个分析的方向。学生可以发散地提出更多问题，如比较曲线的趋势，比较曲线的起点、终点、转折点等特殊点。最后一部分对学生的能力提出了更高的要求，在国内很多试题中也会出现类似的考题，让学生根据一定的信息推断一种最可能的结果。“推断”这一部分就能够在一定程度上培养学生对信息的提取、处理和转化能力，及依据信息去做出判断的能力。

美国教材中曲线图分析也注重分析过程的模式化构建（图3）。通过曲线图的分析让学生掌握曲线图分析的大致步骤及需要关注的关键信息，避免学生拿到曲线图无从下手。每一步设置的相关问题可以起到前后分析过程的衔接，如该实验中相关问题从坐标、曲线、曲线比较及推断的主线进行设置。

2.2 国内教材实例的差异

国内教材光合作用曲线图分析注重从曲线变化的原因角度来分析，更关注对一些现象的解释。通过对曲线图呈现的生物学现象，然后结合生物学过程来解释现象发生的因素，在一定程度上可以加深学生对生物学过程的理解和应用。国内教材在曲线描述和分析上有所深化，同时拓宽了学生的知识面。由于曲线分析过程缺乏一定的逻辑推理的分析过程，学生往往会凭借已有的记忆对一定的生物学现象进行分析。国内教材对曲线的分析没有注重对分析过程和步骤的模式构建，导致学生拿到曲线以后会无从下手。对有些常见的生物学现象，学生会凭借记忆很快进行分析和作答;如果是以新的研究数据呈现，学生往往就无从作答，或者所分析的内容与对应问题缺乏逻辑推理。

3 曲线图分析模式的借鉴

曲线分析按照一定的分析模式，从“坐标――曲线――运用”的顺序展开教学，可以让学生快速找到分析切入点，并对曲线图有一个整体的把握。

3.1 坐标分析

对坐标分析，就要先建立坐标指数和生物学过程之间的联系。坐标中y轴通常是观测指标，如光合作用速率用二氧化碳的消耗量来表示;酶的催化效率用单位时间底物的消耗量来表示，所以首先需要把观测指标和生物学过程进行联系。X轴通常是自变量，自变量的变化和生物学过程的变化之间的联系需要学生通过一定的推理进行构建，如国内教材中的光合作用曲线图x轴是时间，时间本身不能影响光合作用速率，而是时间背后的光照强度对光合作用的影响。

3.2 曲线分析

曲线分析包括某一曲线的分析及不同曲线的对比。某一曲线分析主要从曲线随着自变量的变化趋势、规律及变化幅度，比较同一曲线不同点之间的关系。不同曲线的对比会从趋势、规律和变化幅度上进行对比，也会对一些特殊点进行比较，如起点、转折点等。

3.3 技能运用

这一部分主要是运用一定的生物学知识对现象进行解释及推断。利用的生物学知识可能是题干中的信息，如图1中阳生植物光饱和点比阴生植物要高，沙漠环境光照比较强烈，所以阳生植物就更适应沙漠环境;也可能是运用已经掌握的生物学知识结合题干信息进行推断，如图2设置的问题就需要运用已知的生物学知识进行分析，更侧重于对现象分析的记忆，缺乏从曲线去推断结论和解释原因。

国内教材曲线分析注重对现象的解释，对学生的知识要求较高，同时拓宽学生的知识面，属于记忆层面的教学材料，缺乏对分析思路和逻辑推理能力的培养。在生物学曲线分析过程中，教师可以借鉴美国教材的“模式化”分析过程。这样学生容易根据分析模式找到切入点进行曲线的准确分析，并学习运用已经具备的知识进行逻辑推理来解释现象和合理推断，并不仅仅依靠知识面的拓展。